BIOLOGIA MOLECOLARE
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2017/2018
- Docente
- SUSANNA SPISANI
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- BIO/11
Obiettivi formativi
- Attività finalizzata all’approfondimento da parte dello studente della biologia di base, con particolare riguardo all’aspetto molecolare. Si richiede una certa capacità nell’identificare i processi molecolari di replicazione, trascrizione, splicing e traduzione del materiale genetico. Capacità nel saper distinguere questi processi sia negli organismi eucarioti che procarioti e mettere in risalto le principali differenze.
Prerequisiti
- Conoscenze di base sui principali costituenti di una cellula procariote ed eucariote. Conoscenza delle macromolecole biologiche con particolare riguardo al DNA, RNA e proteine
Contenuti del corso
- Il corso prevede 48 ore di lezione frontale in aula.
DNA nucleare e mitocondriale: differenze (ore 0,5)
DNA: Struttura e conformazioni del DNA. Topologia: le deformazioni funzionali del DNA: superavvolgimenti. Topoisomerasi I e II e meccanismo d’azione (ore 5).
Organizzazione del DNA negli eucarioti. Cromosomi e cromatina. Istoni e loro modifiche transitorie (acetilazione, metilazione e fosforilazione). Rimodellamento, trasmissione epigenetica; cariotipo (ore 2). Eterocromatizzazione cromosoma X: Corpo di Barr, teoria del mosaicismo (ore 0,5)
Organizzazione del genoma negli eucarioti. Definizione di gene e classificazioni. Sequenze geniche uniche (es. geni strutturali), moderatamente (es. telomeri, centromeri e sequenze intersperse) ed altamente ripetute (es: micro-minisatelliti); polimorfismi di ripetizioni e di singolo nucleotide (SNP) (ore 3).
Replicazione del DNA e sue proprietà. Chimica delle DNA polimerasi, meccanismi della forca replicativa; inizio e terminazione della replicazione (ore 3). Telomeri e telomerasi con meccanismo d’azione (ore 1)
Meccanismi molecolari delle mutazioni: Mutazioni cromosomiche (inversione, delezione, duplicazione, trasposizione e traslocazione semplice) genomiche (poliploidia, polisomia, allopoliploidia) e geniche (mutazioni puntiformi: di senso, silenti, non senso, readthrough, inserzione e delezione di una base) con vari esempi. Agenti mutageni (ore 4)
Riparazioni del DNA: riparazione per escissione di base, escissione di nucleotidi, ricombinazione omologa e mismatch e riparazione in forcella di replicazione (ore 2)
Ricombinazione genetica omologa: nei batteri (modello di Holliday e proteine coinvolte); negli eucarioti ricombinazione in meiosi e proteine coinvolte. Frequenza di ricombinazione per mappare i geni, mappa genetica, unità Morgan (ore 4).
Ricombinazione sito specifica: es. integrazione del fagolambda nel cromosoma batterico; ricombinazione genica negli eucarioti: sintesi delle immunoglobuline da parte dei linfociti B e sintesi del recettore dei linfociti T, meccanismi molecolari (ore 2)
RNA: Struttura, Meccanismo molecolare della trascrizione nei procarioti ed eucarioti. Meccanismo d’azione delle RNA polimerasi. Formazione del complesso di inizio della trascrizione, allungamento e terminazione (ore 5).
Regolazione espressione genica nei procarioti: controllo positivo, es. operone del lattoso; controllo negativo es. operone del triptofano (ore 2).
Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti: attivatori (enhancers), silenziatori genici e insulator; controllo combinato (ore 2)
Proteine di regolazione, che legano il DNA, con motivi comuni: eleca-giro-elica, digitazione zincata (es recettori ormoni steroidei) e cerniera di leucine (ore 2).
Processazione e maturazione degli mRNA eucariotici: incappucciamento, poliadenilazione e splicing degli introni (introni di IV tipi); trascritti semplici e complessi; trasporto dell’mRNA. Maturazione di rRNA e tRNA (ore 5).
Codice genetico: proprietà, il tRNA come adattatore (ore 1)
Sintesi proteica: attivazione degli aminoacidi, inizio, allungamento, traslocazione, terminazione e dispendio energetico (ore 3)
Regolazione della Traduzione (ore 1)
Argomenti specifici possono essere approfonditi sui testi consigliati Metodi didattici
- Il metodo didattico è fondato sulla lezione frontale: si avvale del contributo di slides proiettate, di schemi alla lavagna che facilitano lo studio della materia e dell’adozione di testi dedicati all’approfondimento dei temi. La lezione è impostata spesso in un dialogo con gli studenti, anche per verificare il grado di comprensione della materia.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’obiettivo della prova orale d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati. L’esame consiste in tre domande di ampio respiro. Non sarà valutata tanto l'abilità nel "ripetere" gli argomenti, quanto la capacità di collegare e confrontare gli aspetti diversi trattati. Se però alla seconda domanda la prova risulta insufficiente (inferiore a 18/30) lo studente dovrà ripetere la verifica dell’apprendimento. Viene contemplata anche la possibilità di un argomento a scelta dallo studente. Non vengono eseguite prove scritte in itinere durante il corso.
Testi di riferimento
- Slides in pdf fornite dal docente;
Argomenti specifici possono essere approfonditi sui seguenti testi:
Biologia Molecolare del Gene, J.D. Watson e coll Ed. Zanichelli, 2015, 7° Ed
Biologia molecolare della cellula, B. Alberts e coll.Ed. Zanichelli, 2016, 6° Ed
L'essenziale di Biologia Molecolare della Cellula, B.Alberts e coll. Zanichelli 2015, 5 Ed
Biologia Molecolare, G.Capranico e coll, EdiSES 2016
Biologia Molecolare: principi e tecniche, M.M.Cox e coll., Ed. Zanichelli, 2013, 1° Ed italiana
Biologia Cellulare e Molecolare, G. Karp e coll., EdiSES, 2010, 5° Ediz
Biologia Molecolare: principi e tecniche, M.M.Cox, Ed. Zanichelli, 2013, 1° Ed.
Biologia Cellulare e Molecolare, G. Karp 5° Ediz, EdiSES, 2015
