Obiettivi formativi
Al termine dell’attività formativa lo studente dovrebbe aver acquisito conoscenze e competenze relative alla biochimica delle cellule del sistema nervoso e dei neurotrasmettitori, ai processi di regolazione genica essenziali per le funzioni delle cellule nervose, ai sistemi molecolari di omeostasi proteica nelle stesse cellule. Attraverso lo studio di esempi di alterazioni patologiche corrispondenti alle diverse funzioni e processi trattati, lo studente dovrebbe aver affinato la propria capacità di comprensione della complessità dei networks di interazioni molecolari da cui dipendono le funzioni nervose.
In particolare lo studente dovrebbe essere in grado di:
1) Conoscere, inserendole in un quadro generale di biologia molecolare della cellula, le caratteristiche biochimiche delle principali cellule del sistema nervoso che sono alla base delle loro funzioni; conoscere i principi generali della regolazione genica eucariotica e le loro declinazioni specifiche nel funzionamento delle cellule nervose; essere in grado di utilizzare il linguaggio specifico delle discipline biomolecolari nella descrizione dei processi neuronali (conoscenza e capacità di comprensione).
2) Essere in grado di riconoscere gli approcci metodologici più indicati per la comprensione a livello molecolare dei diversi processi neuronali; essere in grado, sulla base degli esempi trattati durante il corso, di comprendere la rilevanza applicativa della conoscenza a livello biochimico dei processi neuronali, specie nella comprensione delle loro alterazioni patologiche e delle corrispondenti possibilità terapeutiche (capacità di applicare conoscenza e comprensione)
3) Essere in grado di esporre i risultati degli studi con competenza e precisione, anche ad un pubblico non esperto (abilità comunicative).
4) Saper valutare e distinguere fra loro i diversi livelli di comprensione dei processi nervosi a cui si può accedere attraverso i diversi approcci disciplinari, in modo da saper apprezzare criticamente vantaggi e limiti dell’approccio e delle conoscenze biomolecolari (autonomia di giudizio)
5) Collegare i diversi argomenti trattati tra loro e con le discipline di base ed affini; aggiornarsi mediante la consultazione delle pubblicazioni scientifiche proprie del settore (capacità di apprendimento).
Prerequisiti
Fondamenti di biochimica e di biologia molecolare e cellulare.
Contenuti dell'insegnamento
Parte A. Neurochimica cellulare
1. Neuroni, cellule gliali e loro peculiarità biochimiche
2. Membrana delle cellule nervose: biogenesi e caratteristiche strutturali e funzionali
3. Citoscheletro di neuroni e glia
4. Traffico intracellulare e trasporto assonale
5. Molecole di adesione cellulare nel sistema nervoso
6. Biochimica della mielina
7. Metabolismo energetico e metabolismo lipidico del cervello
Parte B. Biomolecole, meccanismi e disfunzioni della segnalazione intercellulare
1. Panoramica delle basi molecolari della comunicazione sinaptica
2. Biochimica dei principali neurotrasmettitori e dei loro recettori:
2.1 Metabolismo, trasporto e interazioni dell’acetilcolina; esempi di alterazioni patologiche
2.2 Metabolismo, trasporto e interazioni di catecolamine e serotonina; esempi di alterazioni patologiche
2.3 Metabolismo, trasporto e interazioni di glutammato e GABA; esempi di alterazioni patologiche
2.4 Biochimica della segnalazione purinergica
2.5 Metabolismo, trasporto e interazioni dei neuropeptidi
Parte C. Regolazione genica nel sistema nervoso
1. Regolazione genica trascrizionale
1.1 Panoramica della regolazione genica trascrizionale
1.2 Fattori di trascrizione nel sistema nervoso centrale
1.3 Regolazione cromatinica della maturazione e plasticità neuronale
2. Regolazione genica post-trascrizionale
2.1 Panoramica della regolazione genica post-trascrizionale
2.2 Controllo della localizzazione di mRNA nei neuroni
2.3 Controllo della traduzione nei neuroni
3. Regolazione genica nei processi di memoria
Parte D. Omeostasi proteica (proteostasi) nel sistema nervoso
1. Il network proteostatico
1.1 Folding proteico e chaperones molecolari
1.2 Pathways di degradazione proteica
1.3 Prioni
2. Esempi di alterazioni patologiche
Programma esteso
V. la sezione "Contenuti"
Bibliografia
KANDEL et al., Principles of neural science, 6th edition (McGraw-Hill, 2021)
Edizione italiana: Kandel et al, Principi di neuroscienze (CEA 2023).
LODISH et al., Molecular Cell Biology, 9th edition, W.H. Freeman & C. publishers, 2021;
Edizione italiana: LODISH et al, Biologia molecolare della cellula, Zanichelli 2022.
Per alcuni argomenti, verranno tratti contenuti e materiale iconografico da:
BRADY et al., BASIC NEUROCHEMISTRY, 8th edition, Academic Press, 2012.
Metodi didattici
Lezioni frontali, discussione guidata di alcuni articoli e, ove possibile, seminari di approfondimento.
Modalità verifica apprendimento
La valutazione sommativa dell’apprendimento è effettuata tramite un esame finale scritto, basato su sei domande a risposta aperta, ognuna delle quali valutata con un punteggio da 0 a 5. Lo studente dovrà dimostrare di aver compreso, e di essere in grado di applicare, i concetti fondamentali di ogni argomento trattato.
I risultati dell’esame sono pubblicati sul portale Esse3 entro due settimane dalla data dell’esame. Gli studenti possono visionare l’esame, previo appuntamento con il docente.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
3. Salute e benessere
