Programma
Obiettivi formativi (in termini di risultati di apprendimento attesi)
Al termine del corso, lo studente possiede adeguate conoscenze dei principi fondamentali e dei meccanismi di base della biologia molecolare. In particolare, lo studente è in grado di comprendere e discutere la struttura degli acidi nucleici, del genoma e della cromatina; i meccanismi molecolari della replicazione, della trascrizione, della regolazione genica e della sintesi proteica. Conosce infine i principi alla base delle principali tecniche di Biologia Molecolare quali il clonaggio, la PCR e il sequenziamento del DNA per applicazioni pratiche nel campo biomedico, farmaceutico, industriale e vegetale.
Programma.
Aspetti storici: dalla scoperta del DNA al codice genetico
La struttura del DNA
a) struttura chimica degli acidi nucleici – struttura a doppia elica – i parametri strutturali e stabilità della doppia elica - conformazioni delle eliche (A, B, Z) - denaturazione e rinaturazione delle eliche.
b) Organizzazione del DNA: superavvolgimento- impacchettamento del genoma – le proteine (nucleosomi) ed i livelli di organizzazione della cromatina nei sistemi eucariotici. Analisi della cromatina mediante digestione enzimatica con nucleasi.
La struttura dell'RNA
a) chimica del ribosio
b) L'RNA assume strutture secondarie e terziarie.
La Replicazione del DNA: modello del replicone - l'inizio e la terminazione della replicazione nei procarioti e negli eucarioti – le DNA polimerasi, classificazioni e proprietà biochimiche.
La trascrizione nei procarioti: i meccanismi molecolari e la regolazione
• Struttura della RNA polimerasi e i fattori sigma. Struttura dell’ Operone. Siti Operatore e Promotori (promotori forti e deboli). .
• Repressori ed attivatori: l’ operone Lac e l’ operone araBAD
• L’ attenuazione: l’ operone del Trp
La trascrizione negli eucarioti: i meccanismi molecolari e la regolazione
• Le RNA polimerasi I, II, III e fattori generali della trascrizione. Il motivo CTD della subunità maggiore dell’RNA polimerasi II e ruolo funzionale.
• Regolazione della trascrizione negli eucarioti: struttura modulare dei promotori eucariotici – regione enhancer – struttura dell’ enhanceosoma – struttura modulare dei fattori di trascrizione (trans-attivatori) che regolano la trascrizione. Esempi di attivazione della trascrizione ( geni regolati da ormoni tiroidei, attivazione del gene IFNB).
Processamento, maturazione e modificazioni chimiche dei trascitti:
• processamento degli rRNA e tRNA
• capping, poliadenilazione e splicing degli mRNA eucariotici
Editing dell'RNA
La Traduzione dell’ mRNA: apparato di traduzione e suoi componenti
• ribosoma – rRNA – tRNA – aminoacil-tRNA sintetasi – fattori d’inizio, d’allungamento e terminazione della traduzione - antibiotici inibitori della sintesi proteica.
• Il codice genetico: la decifrazione - la degenerazione - le deviazioni.
Manipolazioni genetiche: uso delle endonucleasi per le strategie di clonaggio molecolare – elettroforesi - interpretazione di un profilo di restrizione enzimatica del DNA - tecniche di clonaggio - i vettori di clonaggio - amplificazione genica - metodo Sanger per il sequenziamento del DNA- analisi dei promotori (uso di geni reporter).Testi consigliati
Si può scegliere il testo da adottare tra questi suggeriti:
Zlatanova J., van Holde K.E. Biologia molecolare Struttura e dinamica di genomi e proteomi prima ed. (2018) ed. Zanichelli
Amaldi F., Benedetti P. Pesole G., Plevani P., "Biologia molecolare" terza ed. (2018) ed. Casa editrice Ambrosiana
Capranico G., Martegani E., Musci., Raugei G., Russo T., Zambrano N., Zappavigna. (2016) "Biologia Molecolare" ed. EdiSES
Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A, Levine M. Losick R. "Biologia molecolare del gene" sesta ed (2014) ed. Zanichelli
Per approfondimenti:
Michael M. Cox, Jennifer A. Doudna, Michael O'Donnel: Biologia molecolare principi e tecniche. (2013) ed. Zanichelli
Nancy L. Craig et al. Biologia molecolare principi si funzionamento del genoma. (2013) ed. Pearson (capitoli: 2,4,6,7,8,9,15)
Lizabeth A. Allison Fondamenti di biologia molecolare ed. Zanichelli (capitoli 8,9)
I testi sono reperibili presso la BibliotecaPropedeuticità
Consigliate: Biochimica, Biologia animale, Biologia vegetale, Chimica generale e Chimica organicaFrequenza
FacoltativaMetodologia didattica
Ore lezione: 0Valutazione del profitto
Prova orale
Descrizione dei metodi di accertamento
Lo studente dovrà dimostrare di aver appreso tutti gli argomenti del programma del corso. La verifica delle conoscenze e delle abilità acquisite sarà verificata mediante;
- relazioni scritte sulle attività svolte ad esercitazione;
- un esame orale sugli altri argomenti del programma;
Il voto finale dell'esame (100%) sarà definito sulla base dei seguenti elementi:
- 10%, in base alle relazioni scritte sulle attività svolte ad esercitazione;
- 90%, sulla prova orale.
Luogo lezioni
Orario lezioni
Come da calendario delle lezioni che verrà pubblicato sul sito del Dipartimento https://www.unitus.it/it/dipartimento/dibaf/guida-dello-studente3/articolo/orario-delle-lezioni-e-date-di-inizio2
Comunicazioni
Il giorno e l'orario di ricevimento vengono concordati inviando una richiesta al docente all'indirizzo di posta elettronica: ficca@unitus.itLink a materiale didattico
non presente