Obiettivi Formativi

Fornire terminologia e nozioni di base di biologia della riproduzione e dello sviluppo embrionale. Apprendere le modalità di sviluppo nelle classi di vertebrati. Conoscere i principali processi cellulari alla base dello sviluppo. Conoscere i principali sistemi segnale e relative trasduzioni molecolari. Collegare i processi cellulari e relativi segnali al contesto “sociale” dei tessuti embrionali.

Metodi didattici

Le lezioni(6CFU), tenute con il supporto di presentazioni in PowerPoint , saranno integrate con attività pratiche di laboratorio e turni di esercitazione (1CFU). In particolare, durante le attività pratiche, verranno seguite le fasi di chemioattrazione dei gameti, fecondazione e prime fasi di segmentazione del riccio di mare.

Prerequisiti

Conoscenza della Biologia Cellulare e di Istologia.

Verifiche dell'apprendimento

L’esame si terrà alla fine del corso, con sola prova orale. Il superamento dell’esame è subordinato al raggiungimento di una preparazione almeno sufficiente su tutte le parti in cui il programma è articolato.

Programma del Corso

Il corso, che si terrà al primo semestre del secondo anno, partirà dalla spiegazione dei processi fondamentali che stanno alla base della gametogenesi, per arrivare a comprendere i processi legati alla fecondazione. Si continuerà pertanto con lo studio dei meccanismi di segmentazione, gastrulazione, neurulazione ed organogenesi nei diversi organismi modello trattati come da programma. Le origini della Biologia dello Sviluppo. La riproduzione: significato e modalità. Partenogenesi: generalità. Principali caratteristiche dello sviluppo. Caratteristiche generali e significato della meiosi e mitosi. Gametogenesi: Spermatogenesi. Regolazione ormonale della spermatogenesi. Spermiogenesi. Lo spermatozoo: morfologia e struttura. Capacitazione. Espressione genica durante la spermatogenesi. Oogenesi. Controllo ormonale dell'oogenesi. Interazione tra oocita e cellule accessorie. Follicologenesi nei Mammiferi. Organizzazione della cellula uovo e sua maturazione. Tipi di uovo. Rivestimenti ovulari: organizzazione e loro significato. Inseminazione: generalità. Fecondazione: caratteristiche generali. Meccanismi di interazione fra i gameti: riconoscimento tra spermatozoo e uovo; attrazione dello spermatozoo; attivazione dello spermatozoo. Contatto e fusione dei gameti. Monospermia e polispermia; ginogenesi ed androgenesi. Fecondazione in vitro: FIVET, ICSI. L'attivazione metabolica dell'uovo e suo significato: reazioni precoci e reazioni tardive. Cascata del fosfatidilinositolo. Cambiamenti dell'organizazione del citoplasma dell'uovo a seguito dell'attivazione. Determinanti citoplasmatici: loro genesi e segregazione durante l'attivazione dell'uovo di Nematodi, Insetti, Molluschi, Echinodermi, Tunicati ed Anfibi. La Segmentazione: origine della pluricellularità. I meccanismi del processo di segmentazione; tipi di segmentazione oloblastica (radiale, spirale, bilaterale, rotazionale). Tipi di segmentazione meroblastica (discoidale, superficiale). Fattori che influenzano la segmentazione; distribuzione dei determinanti citoplasmatici durante la segmentazione; ruolo del cortex ovulare; nuclei dei blastomeri; trapianti nucleari. I risultati della segmentazione. Tipi di blastule: celoblastule e sterroblastule; territori presuntivi. La Gastrulazione: tipi e meccanismi di gastrulazione. I movimenti morfogenetici: basi molecolari e cellulari. I foglietti embrionali e loro derivati. Fisiologia della gastrulazione: metabolismo, attività genica, interazioni cellulari. Neurulazione e formazione del piano generale del corpo. Prime fasi dello sviluppo embrionale di: Anfiosso, Anfibi, Uccelli e Mammiferi. Gli annessi embrionali: caratteristiche generali. Meccanismi di differenziamento cellulare: Preformismo ed Epigenesi. Teoria del Plasma germinale. Sviluppo a mosaico e regolativo: la poliembrionia. Potenzialità e gradienti dell'oocita. Determinazione progressiva delle cellule embrionali. Funzione dei geni nella determinazione e nella differenziazione delle cellule. Induzione primaria e secondaria: gli organizzatori e la competenza; specificità regionale dell'induzione; meccanismi molecolari dell'induzione. Centro di Nieuwkoop e l'induzione del mesoderma. Trapianti nucleari: generalità. Ruolo delle interazioni cellulari nei processi di sviluppo. Struttura del genoma eucariotico. Struttura della cromatina negli eucarioti. Equivalenza del genoma ed espressione genica differenziale: caratteristiche generali.