CODICE 31177 ANNO ACCADEMICO 2019/2020 CFU 8 cfu anno 2 BIOTECNOLOGIE 8756 (L-2) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE BIO/11 LINGUA Italiano SEDE GENOVA PERIODO 2° Semestre PROPEDEUTICITA Propedeuticità in ingresso Per sostenere l'esame di questo insegnamento è necessario aver sostenuto i seguenti esami: BIOTECNOLOGIE 8756 (coorte 2018/2019) BIOLOGIA E GENETICA 80754 2018 MATERIALE DIDATTICO AULAWEB OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI Biologia Molecolare è un corso intensivo diviso in 32 lezioni di due ore, per un totale di sei ore a settimana. Il corso si prefigge di fare acquisire conoscenze sulla struttura e complessità del genoma eucariotico, sulla sua organizzazione strutturale e funzionale anche mediante il confronto con l'organizzazione dei genomi batterici e tenendo conto degli aspetti evolutivi connessi. Il corso si prefigge inoltre di chiarire i meccanismi preposti al controllo della stabilità del genoma, quali l'accuratezza della replicazione e i meccanismi riparativi del DNA. Particolare risalto è dato ai meccanismi di regolazione dell'espressione genica, sia nei batteri, sia negli eucarioti. Il corso si prefigge inoltre di fornire informazioni sulle tecniche di biologia molecolare utilizzate per la produzione di organismi transgenici. Il corso è svolto in modo interattivo, al fine di coinvolgere lo studente in esperimenti teorici e spingerlo a elaborare ipotesi e possibili strategie sperimentali per verificarle. Il corso prevede ogni anno un'unità dedicata all'analisi di letteratura scientifica primaria (uno o più articoli correlati) e un'unità dedicata ad un seminario su argomenti di biologia molecolare dei tumori. MODALITA' DIDATTICHE Lezioni frontali PROGRAMMA/CONTENUTO Lezione 1: Biomolecole, controllo dei processi biologici e catalisi. Le aminoacil-tRNA sintetasi e il mantenimento del codice genetico. Lezione 2: Catalisi a RNA: introni di gruppo I; ribozimi hammerhead. Il mondo a RNA. Lezione 3: Le basi del DNA, appaiamento, solco maggiore e minore, interazioni DNA-proteina. Il codice genetico, quadri di lettura, frequenza dei codoni. Lezione 4: Struttura dei genomi batterici e genomi eucariotici. Considerazioni sull'organizzazione del genoma procariotico. Lezione 5: Famiglie geniche e duplicazioni di regioni genomiche. Il crossing over ineguale. Evoluzione del cluster delle globine. Lezione 6: Modularità delle proteine. L’organizzazione ad introni ed esoni e il suo probabile significato evolutivo. I Trasposoni come motore dei riarrangiamenti genomici Lezione 7: Cinetiche di riassociazione e curve C0t. Sequenze ripetute. Il DNA satellite.La dinamica delle sequenze ripetute semplici. Mini e microsatelliti. Lezione 8: Elementi trasponibili. Elementi IS e trasposoni batterici tipici. Lezione 9: ll ciclo vitale dei retrovirus. Retrotrasposoni non retrovirali. Elementi trasponibili nel genoma dei mammiferi. LINES e SINES Lezione 10: La replicazione del DNA considerazioni generali sulla frequenza di mutazioni. Considerazioni sull’accuratezza di replicazione e sulla necessità di primers a RNA. Lezione 11: Considerazioni sull’accuratezza di replicazione e sulla necessità di primers a RNA. Anatomia molecolare della forca replicativa. Polimerasi III oloenzima. Elicasi, Ssbp, ligasi. Lezione 12: Topologia del DNA, numero di legame. Topoisomerasi di classe I e II. Lezione 13: Le DNA-polimerasi eucariotiche. Importanza della metilazione. Origini di replicazione negli eucarioti. Velocità di replicazione. Telomerasi Lezione 14: Riparazione degli appaiamenti errati sul filamento neosintetizzato. Lezione 15: Danni al DNA e strategie di riparazione dei danni più comuni. NER, BER, sistemi SOS. Lezione 16: Ricombinazione generale, crossing-over e conversione genica. Lezione 17: Animali transgenici knock-out e knock-in. Costrutti per il targeting, metodi per la selezione dei ricombinanti omologhi Lezione 18: Ricombinazione sito specifica CRE/LoxP . Knock-out condizionali. Lezione 19: Esempio d'uso di animali transgenici e della ricombinazione Cre/Lox: La progenie della glia radiale (Organizzato sul modello di seminario scientifico con materiale in inglese). Lezione 20: Unità dedicata all'analisi di letteratura scientifica primaria Lezione 21: Le proprietà emergenti dei sistemi complessi. I sistemi di regole iterative locali e gli automi cellulari. Lezione 22: Controlli trascrizionali: il paradigma dei batteri. Lezione 23: Strategie di controllo della trascrizione di operoni. Subunità sigma. Terminazione della trascrizione. Strategie di controllo basate su la terminazione Rho dipendente Lezione 24: Repressori trascrizionali batterici, domini di legame al DNA. Attenuatore dell'operone del triptofano. Ribointerruttori. Le polimerasi eucariotiche. Differenze strutturali e funzionali Lezione 25: Eucarioti: i promotori basali della RNA polimerasi II. Fattori “generali” e tessuto specifici. Lezione 26: Strategie cooperative e combinatoriali di attivazione/inibizione. Fattori di trascrizione, loro domini strutturali più comuni. Lezione 27: La determinazione dell’asse antero-posteriore di Drosophila. I geni Gap. Promotori dei Geni pair-rule primari e sencondari. Il complesso Hom-C (HOX) Lezione 28: Circuiti logici di regolazione trascrizionale. Controlli ad ampio raggio, Modificazioni istoniche. Rimodellamento della cromatina. Metilazione del DNA e imprinting. Lezione 29: Processi post-trascrizionali. Ruolo delle SnuRPs e la catalisi a RNA. Lo splicing. Splicing alternativo. La determinazione del sesso in Drosophila ed il controllo dello splicing Lezione 30: Il trasporto nucleare ed il controllo NMD. La stabilità dei messaggeri. I MicroRNA. Lezione 31: Traduzione: meccanica, energie in gioco, controllo dell’accuratezza. Lezione 32: Controllo del folding: le chaperonine hsp70 e hsp60. TESTI/BIBLIOGRAFIA BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA - ALBERTS Bruce et al. Ed. 5 FONDAMENTI DI BIOLOGIA MOLECOLARE - ALLISON Lizabeth A IL GENE VIII. LEWIN Benjamin Ed. 8 DOCENTI E COMMISSIONI PAOLO MALATESTA Ricevimento: Martedì ore 12:00 presso CBA A3 stanza 31. Gli studenti che intendono partecipare devono prenotarsi per email (paolo.malatesta@unige.it) almeno un giorno in anticipo. Commissione d'esame IRENE APPOLLONI (Presidente) PAOLO MALATESTA (Presidente) SONIA SCARFI' LEZIONI INIZIO LEZIONI 1 Marzo 2017. Orari delle lezioni BIOLOGIA MOLECOLARE ESAMI MODALITA' D'ESAME Orale MODALITA' DI ACCERTAMENTO L'accertamento del raggiungimento degli obiettivi del corso è valutato, durante lo svolgimento del corso stesso, con 3 prove in itinere costituite da questionari di 12 domande a scelta multipla il cui risultato NON si riflette sul voto dell'esame, ma che permette di valutare l'efficacia dell'insegnamento in corso d'opera, permettendo eventuali aggiustamenti. L'esame di profitto al termine del corso consiste in una prova orale della durata media di un'ora per candidato, suddivisa in tre parti: la prima consiste nel richiedere al candidato di disegnare la formula di struttura di uno dei nucleotidi, o coppie di basi correttamente appaiate. Qualsiasi errore in questa fase preclude il proseguimento della prova. La seconda parte verte su un argomento a scelta del candidato al quale vengono fatte domande approfondite nell'assunzione che l'argomento scelto sia quello conosciuto meglio. Infine la terza parte consiste in tre o quattro domande su punti qualsiasi del programma volti a chiarire il livello di copertura del programma stesso. Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 20/01/2020 09:00 GENOVA Orale 04/02/2020 10:30 GENOVA Orale 18/02/2020 09:00 GENOVA Orale 17/06/2020 10:30 GENOVA Orale 01/07/2020 10:30 GENOVA Orale 14/07/2020 09:00 GENOVA Orale 08/09/2020 10:30 GENOVA Orale 22/09/2020 10:30 GENOVA Orale
