Biologia Molecolare M - Z
Anno accademico 2023/2024 - Docente: ANDREA MAGRI'Risultati di apprendimento attesi
Gli studenti del corso apprenderanno i concetti inerenti la natura del materiale genetico, il significato del flusso dell’informazione genetica e dei meccanismi che ne controllano il mantenimento, della variabilità e della regolazione dell’espressione genica. Gli studenti saranno inoltre in grado di discutere problematiche inerenti la struttura delle macromolecole che portano l’informazione genetica, i meccanismi che permettono il mantenimento della continuità e della qualità dell’informazione genetica e i principali meccanismi di regolazione dell’espressione genica.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni frontali e supportate da eserrcitazioni in aula.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto.
Prerequisiti richiesti
É indispensabile aver superato gli esami di Genetica e Biochimica.
Frequenza lezioni
La frequenza è obbligatoria ai fini della partecipazione alle prove in itinere previste durante il corso di lezioni.
Contenuti del corso
La struttura del DNA – conformazioni tautomeriche delle basi – concetti di denaturazione e ibridazione - le conformazioni della doppia elica – la topologia del DNA e le topoisomerasi. La struttura dell’RNA – la formazione delle strutture secondarie dell’RNA – classi di RNA – i ribozimi. L’organizzazione del DNA nella cellula – i genomi procariotici ed eucariotici: loro organizzazione, caratteristiche fisiche, contenuto genetico e contenuto in DNA ripetitivo – elementi strutturali dei cromosomi – il nucleosoma – gli istoni – assemblaggio dei nucleosomi – aspetti molecolari della duplicazione e della segregazione cromosomale. La replicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti – le DNA polimerasi batteriche ed eucariotiche – Fase di inizio e di terminazione della replicazione. Mutazioni e riparazioni del DNA. La ricombinazione omologa ed il suo macchinario a livello molecolare.Adattamenti della ricombinazione a situazioni specializzate: la ricombinazione sito-specifica. I trasposoni a DNA - I retrotrasposoni. Esempi di regolazione della trasposizioneLa trascrizione – le RNA polimerasi – la trascrizione nei batteri e negli eucarioti.Maturazione dell’RNA – lo splicing ed il suo macchinario – lo splicing alternativo – l’editing dell’RNA.Il codice genetico – mutazioni soppressore.La sintesi proteica nei procarioti e negli eucarioti– classi di RNA coinvolte nella traduzione – il ribosoma - fasi della traduzione – regolazione traduzione-dipendente dell’mRNA e della stabilità delle proteine. Regolazione dell’espressione genica – regolazione dell’inizio della trascrizione nei procarioti: il modello dell’operone ed il fago lambda – meccanismi di regolazione trascrizionale negli eucarioti – fattori di trascrizione –i dominii di legame al DNA - la trasduzione del segnale – regolazione della struttura della cromatina – silenziamento genico - RNA regolatori. Tecniche di Biologia molecolare: l’elettroforesi di macromolecole biologiche – sonde d’ibridazione – il clonaggio genico – le librerie: genomiche e a DNA – la PCR – il Sequenziamento.
Testi di riferimento
Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli.
Zlataanova & van Holde, Biologia molecolare, ed. Zanichelli.
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Struttura, conformazioni e topologia degli acidi nucleici | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 2 | Ribozimi | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 3 | Organizzazione del DNA nel genoma procariotico ed eucariotico | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 4 | Aspetti molecolari della duplicazione e della segregazione cromosomale | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 5 | DNA polimerasi nei procarioti e negli eucarioti | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 6 | Mutazioni e meccanismi molecolari di riparazione del DNA | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 7 | Macchinario molecolare della ricombinazione omologa e adattamenti a situazioni specializzate | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 8 | Trasposoni, retrotrasposoni con esempi di meccanismi di regolazione della trasposizione | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 9 | RNA, trascrizione nei procarioti e negli eucarioti e RNA | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 10 | Maturazione dell’RNA | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 11 | Splicing canonico e alternativo | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 12 | Editing dell’RNA | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 13 | Codice genetico | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 14 | Meccanismi molecolari della sintesi proteica dei procarioti e degli eucarioti | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 15 | Meccanismi di regolazione dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 16 | Dominii di legame al DNA | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 17 | Fattori di trascrizione | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 18 | Regolazione della struttura della cromatina | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 19 | Silenziamento genico e RNA regolatori | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
| 20 | Principali tecniche di biologia molecolare: elettroforesi di macromolecole biologiche, ibridazione, clonaggio genico, PCR, sequenziamento | Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Prova scritta e prova orale. Per poter accedere all'esame orale è prevista una prova scritta preselettiva costituita da 15 domande (6 a risposta multipla, 8 a risposta aperta e una formula di struttura o un esercizio) valutate da 0 (zero) a +2. Il punteggio finale si ottiene dalla somma dei punti parziali. Si può accedere all'orale con un voto minimo di 13,5.
Previste due prove in itinere più una prova finale, costituite ognuna da 60 domande a risposta multipla con una sola risposta corretta (valutata +2, risposta sbagliata o non data valutata 0). La prova è superata con un voto minimo di 72. Con un voto minimo di 60 la prova si considera "superata con riserva" ovvero è necessario recuperare l'insufficienza nella prova seguente.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
- Caratteristiche del DNA A, DNA B, DNA Z
- Replicazione del DNA in eucarioti e procarioti e bolla di replicazione
- Siti d’inizio della duplicazione in procarioti ed eucarioti e loro regolazione
- Caratteristiche delle DNA polimerasi in procarioti e eucarioti
- Telomerasi
- Caratteristiche dei vari RNA cellulari e loro abbondanza
- Maturazione dei diversi tipi di trascritti in eucarioti e procarioti
- RNA polimerasi eucariotiche e procariotiche
- Processo di trascrizione in procarioti ed eucarioti
- Caratteristiche di geni per rRNA, tRNA e mRNA in eucarioti e procarioti - Enhancer e Silencer di trascrizione; insulator
- Regolazione dell’espressione genica in procarioti
- Regolazione dell’espressione genica in eucarioti
- Metilazione del DNA
- Meccanismi di splicing
- Editing
- Fattori di trascrizione
- Meccanismi molecolari della sintesi proteica nei procarioti e negli eucarioti
- Allungamento e termine della sintesi proteica
- Virus: fago lambda e retrovirus
- PCR
- Tecniche di clonaggio del DNA
- Sequenziamento del DNA