Insegnamento: Fisiologia Molecolare delle Piante

Insegnamento: Fisiologia Molecolare delle Piante
Docente
Anno
Corso di studi
Tipologia
Crediti
SSD
Anno Accademico
Periodo didattico
Propedeuticità
Frequenza
Modalità di esame
Sede
Organizzazione della
didattica
Risultati di
apprendimento
previsti
Programma
Testi consigliati e
bibliografia
Prof. Petronia Carillo
3° anno
Corso di Laurea Magistrale in Biologia
Attività di base
7
BIO/04
2014/2015
Primo semestre
prova scritta e/o orale
Polo Scientifico, Via Vivaldi 43 – Caserta – DISTABIF
Lezioni frontali
La comprensione dei principi fondamentali relativi alla fisiologia molecolare e cellulare
vegetale e delle logiche dei possibili interventi di manipolazione delle piante atti ad
aumentarne l’utilizzo come fonte di cibo, materiali rinnovabili ed energia.
CONCETTI DI BASE. Principali processi metabolici e fisiologici delle piante e loro integrazione
a livello sistemico.
CELLULA VEGETALE. Caratteristiche generali e funzione della compartimentazione cellulare.
Membrane biologiche: ruolo nell’omeostasi, nel trasporto, nel riconoscimento e trasduzione
del segnale. Simplasto e apoplasto. Plasmodesmi. Trasportatori selettivi. Canali voltaggio
dipendenti. Trasporatori attivi primarie secondari. Carrier del fosfato.
NUTRIZIONE MINERALE. Aspetti molecolari della nutrizione minerale. Struttura molecolare dei
trasportatori del nitrato e del potassio. Regolazione dei trasportatori ed enzimi coinvolti nel
metabolismo azotato e solforato.
PARETE CELLULARE. Struttura e funzione. Componente fibrillare e matriciale. Struttura e
funzione della cellulosa sintasi e della saccarosio sintasi. Modello Lamport. Modificazioni
secondarie di parete.
FASE LUMINOSA DELLA FOTOSINTESI. Batteriorodopsina. Proteorodopsina. Cloroplasti e
fotobiologia. Energia radiante. Luce visibile. Cromofori. Orbitali e dislocazione elettronica.
Struttura e funzione di clorofilla e carotenoidi. Ciclo delle xantofille. Biliproteine. Folding
delle proteine del fotosistema II. Fotosistemi I e II e loro stechiometria. Complesso di fotolisi
dell’acqua. Trasporto di elettroni. Proteina HBP. Regolazione molecolare dei processi
fotosintetici. Danni alla proteina D1. ROS e sistemi di riparo.
METABOLISMO RIDUTTIVO E OSSIDATIVO DEL CARBONIO. RUBISCO: struttura e regolazione.
Ciclo di Calvin. Regolazione redox degli enzimi del ciclo di Calvin: tioredoxine plastidiche e
transizione luce-buio. Fotorespirazione. Piante ad alta efficienza fotosintetica. Regolazione
della carbossilazione I e II. Regolazione del carrier Pi/triosi fosfati. Integrazione delle reazioni
anaboliche e cataboliche dei fotosintati nel citoplasma: fosfofruttochinasi ATP e PPi
dipendenti, Fruttosio2,6P. Sintesi e degradazione di saccarosio e amido. Mutanti sex1 e pgm.
Respirazione cellulare. Ciclo di Krebs: anfibolismo e anabolismo. Fosforilazione ossidativa:
deidrogenasi interne ed esterne e ossidasi alternative. Ciclo dei pentosi fosfati.
COMUNICAZIONE CELLULARE E FISIOLOGIA MOLECOLARE DELLO STRESS. Percezione e
trasduzione del segnale: ruolo degli ormoni vegetali. Risposte sistemiche.
ORGANIZZAZIONE ED ESPRESSIONE GENICA NELLE PIANTE. Genomi vegetali. Monoploidia,
poliploidia, auto poliploidia e allopoliploidia. Triangolo di U. Fattori di trascrizione.
Metilazione e acetilazione. Trasposoni e retrotrasposoni.
PIANTE E BIOECONOMIA. Piante come biofabbriche di prodotti chimici e farmaceutici, materiali
rinnovabili ed energia. Ingegnerizzazione di cloroplasti.
L. Taiz, E. Zeiger – Fisiologia Vegetale – Piccin
B.B. Buchanan et al. - Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante – Zanichelli
W-H. Heldt, B. Piechulla - Plant Biochemistry and Molecular Biology - Academic Press Elsevier
Curriculum docente
1992 - Laureata con lode in Biologia, Università Federico II di Napoli (ISCED 5A).
1996 - Dottorato di Ricerca in Fisiologia Vegetale, Università Federico II di Napoli (ISCED 6).
1999 - 2010 Ricercatore di Fisiologia Vegetale presso la Facoltà di Scienze MFN della Seconda Università di Napoli.
2000 - 2001 Visiting scientist presso l'Istituto di Botanica dell’Università di Heidelberg, Germania.
2010 - 2014 Professore Associato di Fisiologia Vegetale presso la stessa Università.
2001- 2014 Visiting scientist presso il Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology di Potsdam, Germania.
Dal 2000 ha avuto incarichi di docenza nei corsi di laurea in Scienze Biologiche, Biologia, Farmacia, Biotecnologie
Industriali e Alimentari, Scienze degli Alimenti e della Nutrizione Umana.
Gli interessi scientifici della prof.ssa Carillo riguardano attualmente lo studio degli effetti di stress biotici e abiotici su:
i) profilo metabolico e ii) attività e regolazione di enzimi del metabolismo primario e iii) mobilizzazione di
retrotrasposoni in piante di interesse agronomico e sistemi modello vegetali. Recentemente si è anche interessata di
produzione di bioidrogeno e biometano da biomasse vegetali e animali. All’estero collabora allo sviluppo di metodi ad
alta prestazione per misurare attività enzimatiche e metaboliti nelle piante.
Autrice di numerose pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali. E’ peer reviewer per numerose importanti
riviste internazionali e revisore di progetti di ricerca di programmi europei.
E’ membro della Società Italiana di Biologia Vegetale (SIBV) e della Federation of European Societies of Plant
Biologists (FESPB). Dal 2011 a oggi è membro del Direttivo Nazionale della SIBV.
E’ socio fondatore e membro del Direttivo del Coordinamento Nazionale dei Professori Associati (CoNPAss).

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