Biologia cellulare

Questo manuale è stato progettato per offrire un riferimento pratico per lo studio della Citochimica ed Istochimica: utile non solo per gli studenti delle Scienze Biologiche e Mediche ma anche per una rapida consultazione delle principali tecniche. È inoltre corredato da fotomicografie di tessuti in condizioni fisio-patologiche, colorati con le metodiche più frequentemente utilizzate per le analisi morfo-funzionali.

Se confrontata con altre aree della ricerca biologica, l'oncologia molecolare è una scienza recente, i cui inizi possono essere ricondotti alla scoperta nel 1975 che il genoma delle cellule normali contiene un gene capace, se alterato, di provocare cancro. Da allora si è andata accumulando una messe di informazioni che ci rivela come le cellule normali si trasformino in cellule neoplastiche e come queste cooperino tra loro per generare tumori. Oltre 40 anni dopo, comprendiamo come i geni mutanti regolino le diverse caratteristiche delle cellule maligne e come tali caratteristiche condizionino il comportamento dei tumori. Molte di queste conoscenze possono essere ricondotte ai progressi nelle tecniche di analisi genetica, che permettono di sequenziare l'intero genoma di una cellula tumorale nel giro di pochi giorni. Mentre le differenze molecolari tra i diversi tipi di tumore suggeriscono che esistano nell'uomo centinaia di tipi di cancro diversi, l'analisi molecolare e biochimica rivela che questa incredibile diversificazione riflette in realtà un piccolo numero di caratteristiche biochimiche e processi molecolari comuni. È singolare che molti di questi principi unificatori risalgano a eventi avvenuti 600 milioni di anni fa e che, una volta stabiliti, le leggi e i meccanismi dello sviluppo degli organismi abbiano regolato quello che veniva dopo, compreso il comportamento delle cellule neoplastiche. La ricerca oncologica ha dato un contributo importante a numerose aree della ricerca biomedica, quali l'immunologia, la neurobiologia, la biologia dello sviluppo. Questo libro vuole anche essere una sorta di "chiamata alle armi", perché il progresso della ricerca oncologica richiede una nuova generazione di ricercatori. Non riusciamo infatti ancora a capire come le cellule tumorali creino le metastasi, responsabili del 90% della mortalità per cancro, sappiamo ancora poco sul ruolo svolto dal sistema immunitario nel prevenire i tumori e, mentre conosciamo le singole molecole di trasduzione dei segnali attive in ciascuna cellula, non comprendiamo bene come i complessi circuiti da esse formati ne condizionino la vita o la morte. La speranza è che molte delle informazioni raccolte in questo libro possano essere utili per ideare nuove strategie diagnostiche e terapeutiche da sfruttare nell'oncologia clinica.

Il volume affronta in modo sintetico ma esaustivo il programma normalmente svolto sia nell'ambito delle facoltà di scienze biologiche, biotecnologiche e naturali, sia in ambito sanitario. Presenta la tradizionale trattazione manualistica ed espone gli aspetti salienti della disciplina dando spazio in appositi box di approfondimento ai più rilevanti risultati della ricerca scientifica e alle domande più frequentemente oggetto d'esame.

La teoria attuale circa il funzionamento del corpo umano prevede che la respirazione mitocondriale riduca, dopo una serie di reazioni polienzimatiche, l'ossigeno biatomico in acqua, e che, invece, la fotosintesi nel cloroplasto ossidi l'acqua in ossigeno biatomico, componente della molecola del glucosio. Quest'ultima è considerata, in tutto il mondo, la più importante reazione chimica perché essa influisce sulla catena alimentare. Anche se questi due meccanismi sembrano complementari, non lo sono del tutto. Nel 1990 il Dr. Solís Herrera osservando l'alto contenuto di melanina della retina e intorno al nervo ottico, durante lo studio di patologie oculari, si domandò se tutta questa concentrazione di melanina avesse un senso. Dopo numerosi studi e osservazioni concluse che la presenza della melanina nel corpo umano potesse rappresentare l'equivalente, negli esseri umani, della clorofilla nelle piante. Inoltre, scoprì che la melanina oltre a possedere la proprietà di dissociare la molecola dell'acqua, similmente alla clorofilla, è in grado di risintetizzarla, una scoperta epocale che segnerà una pietra miliare nella storia del genere umano. Chiamò questa insospettata reazione "fotosintesi umana". La scoperta della proprietà intrinseca della melanina di ossidare l'acqua e ridurre l'ossigeno manda in frantumi un paradigma ampiamente diffuso Il corpo umano, infatti, è un organismo che possiede la capacità di sfruttare come sorgente di elettroni come fanno le piante.

"L'essenziale di biologia molecolare della cellula" è un testo pensato per fornire i principi fondamentali che servono a comprendere sia le questioni biomediche sia quelle biologiche più ampie, con l'obiettivo di spiegare anche a chi si avvicina per la prima volta alla biologia come funziona la cellula, mostrando come le proteine, il DNA e l'RNA cooperano nel creare questo straordinario sistema che si nutre, risponde agli stimoli, si muove, cresce e si riproduce. La quarta edizione è stata aggiornata con nuove tecniche sperimentali quali gli RNAi, l'optogenetica, l'applicazione di nuove tecnologie di sequenziamento del DNA e l'uso di organismi mutanti per esplorare gli squilibri che stanno alla base delle patologie umane. Tra i temi medici rilevanti compaiono le colture cellulari per scopi clinici, i primi geni candidati per l'autismo e le cellule pluripotenti staminali indotte, i cambiamenti di vie regolatorie chiave nel cancro, le proteine amiloidi e il loro ruolo nelle malattie di Alzheimer e Huntington, l'uso del sequenziamento genomico per identificare le mutazioni che predispongono alle malattie.

"Tonight, I'm launching a new Precision Medicine Initiative to bring us closer to curing diseases like cancer and diabetes - and to give all of us access to the personalized information we need to keep ourselves and our families healthier." President Barack Obama, State of the Union Address, January 20, 2015. Queste semplici parole del Presidente Obama rendono chiaro lo sforzo titanico al quale è chiamata la comunità scientifica internazionale: biologi, medici, chimici, informatici, operatori sociali e tante altre figure professionali a vario titolo e nessuna esclusa, anche filosofi! per portare a compimento le promesse della Biologia, così come le si vedono oggi in laboratorio: dalla descrizione alla sintesi del vivente, alla rigenerazione del vivente. I saggi del volume possono aiutare il cittadino "comune" a capire così da poter sviluppare in autonomia un proprio pensiero al riguardo, impegnandosi in un esercizio di democrazia cognitiva quale è quello che risulta dallo sviluppare una cittadinanza scientifica. Testi di: Guido Barbujani, Elena Cattaneo, Ilaria Galasso, Luciano Garofano, Alberto Mantovani, Manuela Monti, Telmo Pievani, Carlo Alberto Redi, Giuseppe Remuzzi, Luigi Ripamonti, Giuseppe Testa.

L'impresa scientifica ha il preciso dovere, nel millenio che vede le scienze della vita determinare come viviamo oggi sul pianeta Terra, di mettere il proprio metodo di indagine, i propri strumenti concettuali e le proprie tecniche al servizio di filosofi, sociologici e pensatori di diversa estrazione culturale perché non si ripetano mai più altri '14.

Lewis Wolpert, biologo di fama internazionale, attraverso questo viaggio nei meandri della scienza ci guida alla scoperta dei misteri che sono all'origine della vita e della morte. Base di ogni forma di vita - dalle migliaia di batteri ai milioni di piante e animali - le cellule sono gli elementi più complessi dell'universo, una specie di società strutturata che governa ogni cosa. Grazie a questo libro scopriremo come funziona il nostro corpo, cosa accade quando ci ammaliamo o quando invecchiamo, e quanto le cellule siano essenziali per il nostro movimento, la nostra memoria, la nostra immaginazione. Un testo pensato per ogni tipo di lettore, che svela la complessità e l'intelligenza della natura, i suoi meccanismi misteriosi, e soprattutto ci avvicina a quelle difficili risposte legate ai grandi enigmi della vita.

Le cellule staminali sono fra i temi di ricerca più affascinanti della biologia contemporanea. Le grandi promesse nel campo della medicina rigenerativa che derivano da questo settore lasciano sperare in future applicazioni ma allo stesso tempo hanno creato illusioni. Nel libro sono spiegate la natura di queste cellule, troppo spesso propagandate come "miracolose" o bersaglio di posizioni di intransigenza e fondamentalismo, e le loro potenzialità, utilizzando un linguaggio chiaro ma scientificamente rigoroso e al di là di qualsiasi preconcetto, così che il lettore possa sviluppare in autonomia un proprio pensiero sui temi biopolitici sottesi.

È un libro di testo indirizzato agli studenti delle lauree triennali e magistrali in Scienze Biologiche e Biotecnologie per lo studio dei principali meccanismi di comunicazione tra cellule che controllano la proliferazione cellulare, il differenziamento e la morfogenesi. Il testo tratta le principali vie di segnalazione quali: vie mediate dai recettori accoppiati a proteine G e recettori tirosina chinasi, famiglia di proteine TGFb, Wnt, Hedgehog, recettori nucleari per ormoni, Notch, efrine. Si propone altresì di discutere i meccanismi molecolari attivati da queste vie di segnalazione e la loro importanza nello sviluppo embrionale e nella proliferazione cellulare. Inoltre illustra il coinvolgimento di queste vie di trasduzione del segnale in patologie come il cancro e le malattie ereditarie.

"Il nostro corpo è fatto di decine di migliaia di miliardi di cellule, appartenenti a vari tipi, da quelle del sangue o del fegato a quelle del cervello. La cellula è la più piccola entità vivente e di cellule sono formati tutti gli organismi, dai più piccoli, costituiti da una singola cellula, ai più grandi. La cellula porta in sé tutti i segreti della vita e li tiene ben stretti. Capire la cellula è capire la biologia. E con una cellula... un po' speciale dialogano una ragazzina e suo nonno in questo libro da leggere tutto d'un fiato". (dalla prefazione di Edoardo Boncinelli). Un libro con protagonisti una ragazzina curiosa, non a caso di nome Alice, un nonno, professore di scienze in pensione, e una cellula un po' saccente ma fiera della bellezza dei suoi meccanismi di funzionamento. Tra loro, un dialogo serrato che affronta, in maniera semplice ma non superficiale, i temi fondanti della biologia: dalla struttura della cellula al dna e alla sua duplicazione, dai meccanismi di invecchiamento al complesso tema della diversità biologica e dell'individualità, dalla meccanica dei tumori agli scenari delle difese immunitarie. Un viaggio affascinante al centro di quello straordinario esperimento naturale che è la vita, raccontato in modo accessibile a tutti da un grande biologo.