La sezione didattica microbiologica

La sezione didattica microbiologica è una pagina didattica in continuo aggiornamento orientata prevalentemente, ma non solo, alla microbiologia. Questa vuole essere uno strumento affidabile e completo per appassionati, studenti e professionisti al fine di reperire in un unico luogo informazioni, articoli e spunti di didattica microbiologica.

1. La Cellula

• Capsula batterica: composizione, struttura, funzioni della struttura di rivestimento microbica più importante;
• Membrana plasmatica: rivestimento che delimita la cellula in tutti gli organismi viventi;
• Citoplasma: porzione della cellula contenuta all’interno della membrana cellulare;
• Citoscheletro: impalcatura tridimensionale cellulare con funzioni di sostegno, plastiche, replicative e tante altre,
• Cloroplasti: organuli presenti nelle cellule delle piante e nelle alghe eucariotiche;
• Mitocondri: organelli che svolgono funzioni energetiche nella cellula;
• Nucleo cellulare: struttura che racchiude il materiale genetico nelle cellule eucariotiche;
• Parete cellulare: struttura cellulare che circonda la membrana plasmatica;
• Apparato di Golgi: organello coinvolto nel processo delle modifiche post-traduzionali delle proteine;
• Reticolo endoplasmatico: sistema di endomembrane delle cellule eucariote, consiste in un sistema tridimensionale di membrane unite tra loro, situato nel citoplasma;
• Ribosomi: complessi macromolecolari responsabili della sintesi proteica;
• Giunzioni cellulari: connessioni intercellulari, ovvero punti di contatto cellula-cellula e cellula-matrice extracellulare;
• Teoria endosimbiontica: teoria che spiega l’origine delle cellule eucariotiche;

1.1. Il Metabolismo

• Glicolisi: ciclo biochimico universale, condiviso tra eucarioti e procarioti;
• Ciclo di Krebs: ciclo biochimico chiamato anche ciclo dell’acido citrico o ciclo degli acidi tricarbossilici;
• Sintesi proteica: traduzione dell’mRNA in molecole proteiche;
• Apoptosi: processo di morte cellulare programmata;

2. I Microrganismi

• Procarioti ed eucarioti: differenze tra la cellula eucariotica e la cellula procariotica;
• Archaea e Batteri: differenza tra il dominio degli archea e il dominio dei batteri;
• Virus e Batteri: differenza tra i virus e le cellule batteriche;
• Microrganismi criofili: microrganismi che resistono e si sviluppano in ambienti freddi;

2.1 Batteri

• La cellula batterica: struttura e funzioni dei microrganismi batterici;
• Crescita batterica: condizioni e curva di crescita, modello matematico e considerazioni;
• Test di fluttuazione di Luria e Delbrück: esperimento che dimostra la spontaneità delle mutazioni nei batteri;
• Esperimento dei Lederberg: il replica plating: esperimento per dimostrare la casualità delle mutazioni nei batteri;
• Spore batteriche: caratteristiche dello stato sporale e descrizione del processo di sporulazione;

2.2 Virus

• Virus: generalità e caratteristiche peculiari dei virus;
• Batteriofagi: struttura, caratteristiche, ciclo litico e lisogenico di questi particolari virus;

2.3 Archea

• Classificazione degli Archaea: la classificazione degli archeobatteri nei phyla ufficiali;

3. Genetica

• DNA (acido desossiribonucleico): molecola che contiene le informazioni genetiche necessarie alla biosintesi di RNA e proteine;
• Dalla proteina al DNA: scheda didattica microbiologica per descrivere il ruolo cruciale del DNA come elemento di informazione genetica;
• Replicazione del DNA: processo per la riproduzione dell’informazione genetica;
• Gli esperimenti di Mendel: la legge della dominanza dei caratteri, la segregazione dei caratteri e l’assortimento indipendente;
• All’interno del gene: l’esperienza di Benzer: esperimento per dettagliare gli eventi di ricombinazione nel fago T4;
• Operone lac: operone necessario per il trasporto e il metabolismo del lattosio in E. coli e molti altri batteri enterici;
• Il meccanismo di attenuazione nei procarioti: processo di espressione genica attraverso l’esempio dell’operone trp;
• Sistema Cre-loxP: processo per la creazione di topi knock-out condizionali;
• Plasmidi: il materiale genetico accessorio come fonte di variabilità genetica tra i microrganismi;
• Banche del DNA: caratteristiche ed enzimi di restrizione;
• Epigenetica (parte 1 – parte 2): la scienza che studia la regolazione dell’espressione genica attraverso la pressione ambientale;
• Mutazioni del DNA: alterazione ereditabile del genoma;
• Mutageni del DNA: agenti biologici, chimici e fisici che modificano il DNA;
• Alberi genealogici: grafico utilizzato nella genealogia per mostrare i rapporti familiari tra individui;

4. Biologia Molecolare

• P53: fattore di trascrizione che regola il ciclo cellulare e ricopre la funzione di soppressore tumorale;

5. Biotecnologie

• Biologia dei sistemi integrati: caratteristiche, le scienze -omiche, il modello Top-down e bottom-up;
• Metagenomica: utilizzo di tecniche genomiche per lo studio di comunità microbiche direttamente nel loro ambiente naturale;
• Metabolomica: studio delle alterazioni funzionali del metabolismo;
• Biopesticidi: molecole utilizzate in agricoltura per controllare parassiti;
• OGM: normative, informazioni, storia sugli organismi geneticamente modificati;

6. La Microbiologia

• Microbiologia biomedica: l’impatto dei microrganismi sulla salute umana
• Microbiologia predittiva: utilità, software applicativi, limiti
• Microbioma umano (pt.1): insieme del patrimonio genetico e delle interazioni ambientali della totalità dei microrganismi di un ambiente definito;
• Microbiota umano (pt.2): insieme di microorganismi simbiotici che convivono con l’organismo umano senza danneggiarlo;
• Collezioni di microrganismi e ceppoteche: uno sguardo d’insieme (parte I);
• Collezioni di microrganismi e ceppoteche: uno sguardo d’insieme (parte II);
• Laboratori: livelli di biosicurezza, descrizione, agenti patogeni;

6.1 Microbiologia alimentare

• Microbiologia alimentare: l’impatto dei microrganismi sulla salubrità degli alimenti;
• Fermentazione del lattosio: i microrganismi batterici coinvolti in questo processo;
• HACCP: genesi del più celebre approccio alla sicurezza alimentare;
• Probiotici e prebiotici: caratteristiche e differenze tra probiotico e prebiotico;

7. Il Corpo Umano

• Globuli rossi: gli eritrociti sono cellule del sangue deputate al trasporti dell’ossigeno e dell’anidride carbonica;
• Piastrine: frammenti di cellule che mediano il processo di coagulazione;
• Midollo osseo: organo disperso deputato nella produzione delle cellule del sangue;
• Ematopoiesi: formazione e maturazione degli elementi corpuscolati del sangue;

7.1 Anatomia

• Apparato cardiovascolare: apparato costituito da dal grande e dal piccolo circolo, entro i quali scorre il sangue sospinto dal cuore;
• Apparato genitale maschile: insieme di organi e di strutture che permettono la riproduzione sessuale negli organismi animali di sesso maschile;
• Apparato tegumentario: apparato che costituisce il confine tra il corpo e l’ambiente esterno;
• Apparato urinario: apparato costituito dai reni e dalle vie urinarie;
• Articolazioni e movimenti: strutture anatomiche che mantengono in contiguità due o più superfici ossee ed i relativi movimenti;
• Sangue: tessuto connettivo composto da una matrice liquida contenete cellule e frammenti cellulari;
• Tessuto adiposo: tessuto connettivo caratterizzato dagli adipociti;
• Tessuto cartilagineo: tessuto connettivo specializzato caratterizzato da cellule immerse in una matrice extracellulare, divisa in una componente amorfa gelificata e in una fibrillare;
• Tessuto epiteliale: tessuto che svolge principalmente una funzione di rivestimento e protezione del nostro corpo;
• Tessuto osseo: tessuto connettivo specializzato con funzione di sostegno, locomotoria e protettiva;

7.2 Sistema nervoso

• Barriera emato-encefalica: struttura protettiva del cervello che media lo scambio con il sistema circolatorio;

8. Patologia

• Prioni: agente infettivo non convenzionale di natura proteica;
• Malattie trasmissibili: cosa sono e come si classificano;

9. Immunologia

• Sistema immunitario: complessa rete integrata di mediatori chimici e cellulari, di strutture e processi biologici deputati alla difesa dell’organismo;
• Leucociti: cellule nucleate che vengono coinvolte nella difesa dell’organismo verso agenti esterni, come virus, batteri;
• Linfociti B: cellule del sistema immunitario che giocano un ruolo primario nell’immunità umorale dell’immunità acquisita;
• Linfociti NK: classe di cellule citotossiche del sistema immunitario;
• Macrofagi: cellule mononucleate tissutali che appartengono al sistema dei fagociti;
• Sistema del complemento: sistema costituito da diverse proteine circolanti nel sangue e di membrana, capaci di potenziare l’attività opsonizzante degli anticorpi;
• Infiammazione: meccanismo di difesa non specifico innato, che costituisce una risposta protettiva, seguente all’azione dannosa di agenti fisici, chimici e biologici;
• Riparazione tissutale: fenomeno altamente dinamico che vede coinvolte diverse popolazioni cellulari, mediatori solubili e matrice extracellulare;
• Malattie autoimmuni: patologie caratterizzate da una reazione scorretta del sistema immunitario, che attacca e distrugge i tessuti sani del nostro corpo;
• Trapianto: intervento chirurgico che prevede la sostituzione di un organo o di un tessuto con un altro;
• Anticorpi monoclonali: anticorpi identici fra loro, prodotti da linee cellulari provenienti da un solo tipo di cellula immunitaria;
• Vaccini: classificazione, preparazione e generalità;

10. La lotta antimicrobica

• Gli antibiotici: molecole utilizzate per curare o prevenire le infezioni causate da batteri;
• Gli antibiotici: classificazione, utilizzo e concetto dell’antibiotico-resistenza;
• Antibiotico-resistenza: fenomeno per il quale un batterio risulta resistente all’attività di un farmaco antimicrobico;
• Antivirali: farmaci impiegati nel trattamento di infezioni causate da virus;

11. Il regno vegetale

• Cellula vegetale: cellula eucariotica, con diverse peculiarità che la differenziano dalle cellule animali, fungine e degli altri regni dei viventi;
• Fotosintesi clorofilliana: processo biochimico attraverso il quale, in presenza della luce solare, vengono sintetizzati zuccheri;
• Alghe: classificazione, caratteristiche biologiche, utilizzo nelle industrie;
• Licheni: organismi simbionti derivanti dall’associazione di un cianobatterio o un’alga ed un fungo;
• Falsi frutti: differenze reali tra frutti e falsi frutti;
• P/MAMPs-DAMPs nel regno vegetale: molecole batteriche che attivano l’immunità nel mondo vegetale;
• Ormoni vegetali: i principali fitormoni nel mondo vegetale;
• Metaboliti secondari vegetali: composti organici che svolgono funzioni precise e diversificate nelle piante;
• Micorrize: simbiosi mutualistiche tra funghi e radici delle piante;
• Fitopatologia: scienza che studia le malattie delle piante.

12. I funghi

• Micotossine: sostanze tossiche prodotte da una grande varietà di funghi;

13. Ecologia

• Bioluminescenza: fenomeno per cui organismi viventi emettono luce attraverso particolari reazioni chimiche;
• Simbiosi: relazione intima e costante nel tempo che si instaura fra due organismi appartenenti a specie diverse;
• La biodiversità microscopica in acqua: scheda didattica microbiologica per descrivere cosa è possibile trovare in una goccia d’acqua;
• Bacini anossici ipersalini: focus su questi ambienti caratterizzati da condizioni di elevata salinità, ossigeno assente ed alte pressioni;
• Parassitismo: rapporto simbiotico in cui un organismo trae profitto dai sistemi biologici di un altro vivente, provocandogli dei danni;