Obiettivi Formativi

Far comprendere agli studenti il ruolo dei metalli nei sistemi biologici e, allo stesso tempo, l’influenza della parte proteica delle metallo-biomolecole sulla reattività dei centri metallici; i meccanismi di assunzione, trasporto e accumulo dei principali metalli essenziali all'interno degli organismi viventi; l’importanza delle interazioni di piccole specie con gli acidi nucleici per la loro stabilizzazione e per lo svolgimento del loro ruolo. Fornire allo studente le nozioni di staminalità, destino e determinazione cellulare durante l’embriogenesi e nell’individuo adulto, differenziamento dei tessuti e relativi meccanismi di regolazione. Parallelamente verranno fornite allo studente le conoscenze relative al ruolo svolto dagli elementi inorganici nei processi di differenziamento, così come potenziali alterazioni indotte ai meccanismi di regolazione del differenziamento stesso.

Learning Goals

To make the students understand the role of metals in biological systems and, at the same time, the influence of the protein part of the metal-biomolecules on the reactivity of metal centers; the mechanisms of intake, transport and accumulation of the main essential metals within living organisms; the importance of the interactions of small species with nucleic acids for their stabilization and to perform their function. The aim is to provide students with concepts of staminality, fate and cell determination during embryogenesis and in adult, tissue differentiation and relative mechanisms of regulation. In parallel, it will be provide students with knowledge on the role of inorganic elements in the processes of differentiation, as well as potential alterations induced to the mechanisms of regulation of the differentiation itself.

Metodi didattici

CHIMICA BIOINORGANICA: Lezioni frontali in aula con l’ausilio di un computer portatile e di un videoproiettore per illustrare il materiale didattico, contenuto in file preparati dal docente, fornito agli studenti alla fine del corso. CELLULE STAMINALI E DIFFERENZIAMENTO: Le lezioni, tenute con il supporto di presentazioni in PowerPoint e/o Keynote, saranno integrate con attività pratiche di laboratorio e turni di esercitazione.

Teaching Methods

BIOINORGANIC CHEMISTRY: Lectures with the aid of a laptop and a projector to illustrate the educational materials, contained in files prepared by the teacher and supplied to the students at the end of the course. STEM CELLS AND DIFFERENTIATION: The didactic methods consist of frontal lectures with audio-visual supports (presentation in PowerPoint and/or Keynote) and practical activities, with the aim to strengthen the concepts learnt during the lessons, performed in laboratory in small groups.

Prerequisiti

Conoscenze di base di chimica generale e di biochimica e biologia cellulare

Prerequisites

Basic knowledge of general chemistry and biochemistry and cell biology

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 del C.I. è articolato.

Assessment

The final examination consists of an oral exam on the subjects of the course. To pass the exam, students must have achieved an at least sufficient preparation on the entire programme.

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: A000256 - CHIMICA BIOINORGANICA ------------------------------------------------------------ Composti di coordinazione. Trasporto di piccole molecole e di ioni metallici attraverso la membrana cellulare. Ruolo dei metalli alcalini ed alcalino-terrosi nei sistemi biologici. Acidi nucleici e loro interazioni con specie inorganiche. Composti inorganici con proprietà farmacologiche. Ruolo dei metalli di transizione nei sistemi biologici. Metalli pesanti e loro tossicità. ------------------------------------------------------------ Modulo: A000616 - CELLULE STAMINALI E DIFFERENZIAMENTO ------------------------------------------------------------ Rinnovamento cellulare. Cellule staminali: embrionali ed adulte. Nicchie staminali. Cellule staminali embrionali: autorrinovamento e differenziamento. Regolazione endogena ed ambientale della divisione delle cellule staminali. Cellule staminali adulte: differenziamento e riprogrammazione. Meccanismi del differenziamento cellulare (acetilazione degli istoni e metilazione del DNA).

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: A000256 - CHIMICA BIOINORGANICA ------------------------------------------------------------ Coordination compounds. Small molecules and metal ions transport through the cell membrane. Alkali and alkaline earth metals in biological systems. Nucleic acids and their interactions with inorganic species. Inorganic compounds with pharmacological properties. The role of transition metal complexes in biological systems. Heavy metals and their toxicity ------------------------------------------------------------ Modulo: A000616 - CELLULE STAMINALI E DIFFERENZIAMENTO ------------------------------------------------------------ Cell renewal. Stem cells: embryonic and adult. Stem-cell niche. Embryonic stem cells: self-renewal and differentiation. Endogenous and environmental regulatory mechanisms of stem cell division. Adult stem cells: differentiation and reprogramming. Mechanisms of cell differentiation (histone acetylation and DNA methylation).