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BIOLOGIA MOLECOLARE

CODICE 31177
ANNO ACCADEMICO 2021/2022
CFU
  • 8 cfu al 2° anno di 8756 BIOTECNOLOGIE (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 2020/2021)
    • BIOLOGIA E GENETICA 80754
    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

    Commissione d'esame

    IRENE APPOLLONI (Presidente)

    PAOLO MALATESTA (Presidente)

    DAVIDE CERESA

    LEZIONI

    INIZIO LEZIONI

    1 Marzo 2017.

    Orari delle lezioni

    BIOLOGIA MOLECOLARE

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    Scritto seguito da orale

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    L'accertamento del raggiungimento degli obiettivi del corso è valutato, durante lo svolgimento del corso stesso, con sessioni di autovalutazione basate su domande a scelta multipla svolte in modalità aperta / discussione 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 finale, al termine del corso, consiste in una prova orale preceduta da uno scritto di accesso con domande a scelta multipla. Il test di accesso scritto è costituito da 10 domande. Lo scritto durerà 20 minuti e sarà possibile utilizzare libri e appunti. Nello scritto ogni risposta corretta vale 4, ogni errata -1, 0 la risposta non data. Il passaggio all'orale è ottenuto con un punteggio almeno pari a 24/40 (cioè 18/30).

    Il calendario degli orali sarà pubblicato su aulaweb ed inizierà entro 2 ore dalla fine dello scritto. A seconda della numerosità dei candidati potrebbe protrarsi per i giorni successivi.

    La parte orale dell'esame consisterà in tre o quattro domande su argomenti nel programma volti a chiarire il livello di conoscenza del programma stesso. Almeno una domanda sarà formulata sottoforma di problema da risolvere per stimolare e verificare la capacità di utilizzare quanto appreso per risolvere problemi. Si prevede che l'orale duri circa 45 minuti.

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note
    18/01/2022 09:00 GENOVA Orale Aula 2 saiwa
    03/02/2022 09:00 GENOVA Orale Aula 2 saiwa
    21/02/2022 09:00 GENOVA Orale Aula 2 saiwa
    20/06/2022 09:00 GENOVA Orale Aula 2 saiwa
    04/07/2022 09:00 GENOVA Orale Aula 2 saiwa
    11/07/2022 09:00 GENOVA Orale Aula 2 saiwa
    06/09/2022 09:00 GENOVA Orale Aula 2 saiwa
    26/09/2022 09:00 GENOVA Orale Aula 2 saiwa