Conoscenza delle tecniche per studiare le cellule in coltura

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1 Corso di Laurea in Biotecnologie Tecnologie per linee cellulari e staminali Docente: Grazyna Ptak Ricevimento: per appuntamento; contatto: gptak@unite.it Obiettivo del corso: Conoscenza delle tecniche per studiare le cellule in coltura

2 Programma degli insegnamenti: Principi della propagazione cellulare in vitro Lezione (2 ore): Biologia di cellule in coltura. Laboratorio (1 ora): Colorazione delle cellule in monostrato con Giemsa Lezione (3 ore): Caratterizzazione delle linee cellulari Laboratorio (3 ore): Caratterizzazione delle linee cellulari: cariotipo, RT-PCR Lezione (2 ore): Terreni definiti e loro supplementi. Ruolo del siero in coltura. Laboratorio (1 ora): Preparazione del terreno di coltura Lezione (3 ore): Coltura primaria e subcoltura Laboratorio (3 ore): Coltura primaria Laboratorio (2 ore): Criopreservazione delle cellule. Test intermedio (1 ora) Lezione (1 ora): Citotossicità e viabilità cellulare. Laboratorio: Valutazione della viabilità cellulare (2 ore) Lezione (3 ore): Differenziazione e immortalizzazione delle cellule Briefing (2 ore). Test intermedio (1 ora).

3 Sviluppo embrionale e cellule staminali Lezione (3 ore): Specificazione autonoma e condizionata. Adesione cellulare Lezione (2 ore): Primi stadi di sviluppo dell embrione: segmentazione, blastulazione. Laboratorio (1 ora): Valutazione dei diversi stadi di embrioni preimpianto Lezione (3 ore): Organizzazione dei tessuti e cellule staminali Lezione (3 ore): Principali caratteristiche delle cellule staminali. IPS cells, Clonazione terapeutica Laboratorio (3 ore): Trasferimento nucleare Briefing (2 ore). Test intermedio (1 ora).

4 Testi consigliati: Testi principali: 1. Culture of Animal Cells. A manual of basic technique. R.I. Freshney (WILEY) 2. Biologia dello Sviluppo. Scott F. Gilbert (Zanicchelli) 3. Fondamenti di biologia dello sviluppo. Jonathan M.W.Slack (Zanichelli)

5 Testi consigliati: Testi ausiliari: 1. Stem cells: Edited by C S Potten (ACADEMIC PRESS) 2. Developmental Biology Protocols, Volume 1: Rocky S. Tuan and Cecilia W. Lo (HUMANA PRESS) 3. Teratocarcinomas and embryonic stem cells, a practical approach: Edited by E J Robertson (IRL PRESS) 4. Stem Cell Biology: Edited by Daniel R. Marshak (COLD SPRING HARBOR LABORATORY PRESS) 5. Animal Cell Culture, a practical approach: Edited by R I Freshney (IRL PRESS) 6. Cell Growth, Differentiation and Senescence, a practical approach: Edited by G. P. Studzinski (OXFORD)

6 Tutti gli organismi viventi sono composti dalle cellule La chimica di base è simile in tutte le cellule

7 Stupefacente varietà nei singoli particolari - stupefacente costanza nei meccanismi fondamentali

8 Rapporto dimensionale tra le cellule viventi e atomi Alcune strutture interne della cellula sono visibili al microscopio ottico

9 Le cellule si riproducono tramite la divisione Di solito il contenuto delle cellule è distribuito uniformemente in seguito alla divisione cellulare, eccezione: oocita Per alcune funzioni specializzate la cellula si trasforma talmente da non essere più in grado di riprodursi. Esempi della ridotta capacità di replicarsi: neuroni, cellule muscolari

10 Le cellule cambiano forma durante la fase M

11 Presenza di citosceletro Cambio di forma della cellula Movimento Fagocitosi Movie 13.5, 15.3, 16.4, 16.2

12 Le cellule si riproducono tramite la divisione Movie 18.1

13 Le cellule possiedono un programma genetico Tutte le cellule trascrivono una porzione della loro informazione ereditaria nella forma intermedia (RNA) Le proteine mettono l informazione genetica della cellula in azione Il frammento dell informazione genetica che corrisponde ad una proteina è il gene

14 Le cellule hanno bisogno di energia libera

15 Le cellule acquisiscono e utilizzano l energia Tutte le cellule utilizzano le stesse unità molecolari di base (adenosina trifosfato). -l energia per la vita sulla Terra arriva sotto forma di radiazioni elettromagnetiche dal Sole, e viene assorbita dai pigmenti presenti nelle membrane delle cellule fotosintetiche Cellule possono utilizzare varie fonti di energia Alcune cellule possono fissare azoto e biossido di carbonio - Energia della luce viene convertita in energia chimica sotto forma di carboidrati (saccarosio) - per le cellule animali l energia arriva nella forma di glucosio - glucosio viene rilasciato dal fegato nel sangue dove arriva a tutte le cellule - una volta nella cellula il glucosio viene immagazzinato (glicogeno) o immediatamente utilizzato per la produzione di energia nella forma più accessibile (ATP) per mantenere tutte le attività cellulari

16 Tutti gli organismi viventi dipendono dai composti organici prodotti dalle cellule procariotiche. Anche le piante dipendono da batteri per la fotosintesi. Perchè? Senza aiuto dei batteri non sarebbero in grado di captare l azoto dal atmosfera

17 Le cellule sono capaci di self - regolazione capacità di preservare l integrita nonostante le perturbazioni sensibilità alle variazioni dell ambiente che le circonda controllo degli scambi che avvengono tra la cellula e il suo ambiente circostante riparazione dei danni cellulari correzione delle variazioni delle condizioni interne, che minacciano altre funzioni (omeostasi)

18 Le cellule evolvono Evoluzione, il processo con cui le specie viventi si sono gradualmente modificate, adattandosi al loro ambiente in modi sempre piu raffinati. Darwinian evolution

19 Le proprietà basali delle cellule: Auto-organizzazione Le cellule hanno bisogno dell energia libera e delle materie prime Il consumo dell energia libera è fondamentale per la vita, quando quel consumo finisce, la cellula muore La trasformazione L eliminazione (attraverso la membrana) La sintesi delle proteine Auto- regolazione mantenere l ordine nelle attività necessita una constante regolazione; Dis-regolazione del controllo della crescita provoca il cancro Auto- replicazione (movie ) Sostegno e movimento Le cellule sono coinvolte in una serie di attività meccaniche (movie 1.1; 1.2; 1.3) trasporto dei materiali, assemblaggio e disassemblaggio delle strutture, movimento cellulare