OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento di genetica molecolare umana riguarda l'organizzazione e l'espressione del genoma umano, i metodi molecolari per lo studio della funzione genica e gli approcci terapeutici per il trattamento delle malattie genetiche.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento di Genetica Umana Molecolare si prefigge di approfondire le conoscenze e la comprensione dei meccanismi biologici e genetici che controllano e regolano l’espressione genica, sia durante la normale crescita cellulare sia nel caso di trasformazione neoplastica. Saranno forniti gli strumenti per comprendere le principali strategie e tecniche di genetica molecolare utilizzate per lo studio di geni e genomi. Lo studente avrà acquisito competenze teoriche e metodologiche che gli permetteranno di applicare i corretti metodi di studio per risolvere specifici problemi nel campo della genetica umana molecolare.

PREREQUISITI

Per affrontare i contenuti dell’insegnamento sono necessarie le conoscenze dei concetti base di genetica e biologia molecolare.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento è costituito da lezioni frontali, erogate mediante presentazioni multimediali ed esercitazioni.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma del modulo prevede la presentazione e la discussione dei seguenti argomenti:

- METODI DI ANALISI DEL DNA: Metodi di amplificazione del DNA; principi e applicazioni attuali del sequenziamento di acidi nucleici; NGS; aCGH; analisi di regioni modificate epigeneticamente.

- STUDIO DELLA FUNZIONE GENICA: Analisi dell’espressione genica mediante NGS su tessuto intero  o single-cell, inattivazione genica, identificazione di partner molecolari.

- GENOMA UMANO: Composizione: geni codificanti per polipeptidi, geni a RNA, sequenze ripetute in tandem e sequenze ripetute intersperse; genoma mitocondriale; meccanismo di instabilità dei microsatelliti; ruolo della duplicazione genica e intragenica nell’evoluzione del genoma.

- ORGANIZZAZIONE DEL DNA: Istoni, nucleosomi, eucromatina e eterocromatina (costitutiva e facoltativa); cromatina e cromosomi eucariotici; identificazione dei territori cromosomici.

- CENTROMERI: Struttura e funzione deI centromeri e dei cinetocori; checkpoint mitotico.

- TELOMERI: Replicazione del DNA alla fine dei cromosomi ed erosione dei telomeri; struttura e funzione dei telomeri; minisatellite telomerico; telomerasi e shelterin; struttura del “t-loop”; fusione e instabilità dei cromosomi per deficit da telomerasi (NHEJ).

- LA MODIFICAZIONE DELLA CROMATINA E I FATTORI EPIGENETICI NELLA REGOLAZIONE GENICA: Meccanismi epigenetici (metilazione del DNA, metilazione e acetilazione degli istoni) e ruolo; proteine coinvolte nella metilazione del DNA e modificazione degli istoni; epigenomi; imprinting genomico; RNA lunghi non codificanti.

- INATTIVAZIONE DEL CROMOSOMA X: Importanza del dosaggio genico; inattivazione del cromosoma X nei mammiferi; centro di inattivazione del cromosoma X; meccanismo di inattivazione del cromosoma X; regioni pseudoautosomiche dei cromosomi sessuali.  

- ORIGINI DELLA VARIABILITÀ DELLA SEQUENZA DEL DNA Errori endogeni nella replicazione del DNA, nella segregazione cromosomica ed errori di ricombinazione; danno esogeno.

- RIPARAZIONE DEL DNA Riparazione del danno al DNA su singolo e doppio filamento; disordini ereditari dei meccanismi di riparazione del DNA.

 - GENETICA E GENOMICA DEL CANCRO: Caratteristiche e capacità delle cellule tumorali; oncogeni e geni oncosoppressori; meccanismi di attivazione di oncogeni (amplificazione, mutazioni puntiformi, gene chimerico da traslocazione, traslocazione in regioni trascrizionalmente attive); geni coinvolti nel controllo del ciclo cellulare; instabilità genomica e disregolazione epigenetica nel cancro; teoria della mutazione somatica (SMT); critiche alla SMT e sviluppo di teorie alternative.

- EFFETTI DELLA VARIABILITA’ GENETICA SUL FENOTIPO Effetti neutri ed effetti dannosi; variabilità funzionale, selezione positiva ed evoluzione adattativa.

- DIAGNOSI BASATA SU NGS: caratterizzazione di varianti genetiche e prioritizzazione di varianti patogenetiche; analisi cfDNA; NGS per varianti strutturali.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

- T. STRACHAN, J. GOODSHIP. P. CHINNERT, Genetica & genomica, Zanichelli, 2016

- T. STRACHAN, A. P. READ, Genetica molecolare umana, Zanichelli, 2012

Articoli e presentazioni selezionate, utilizzate durante le lezioni, saranno disponibili su AulaWeb al termine di ogni ciclo di lezioni dedicate a un argomento del programma.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

SONIA SCARFI' (Presidente)

SILVIA VIAGGI (Presidente)

EMANUELE BOSI

MARCO GIOVINE

DOMENICO COVIELLO (Supplente)

SERENA PATRONE (Supplente)

MARINA POZZOLINI (Supplente)

LUIGI VEZZULLI (Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Le lezioni si svolgeranno durante il secondo semestre. Per inizio lezioni e orario consultare il seguente link: http://www.distav.unige.it/ccsbio/orario-lezioni.

Orari delle lezioni

GENETICA UMANA MOLECOLARE

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consiste in una prova orale, durante la quale lo studente risponderà a tre domande poste dal docente su: 1) argomento a scelta; 2) argomento teorico presente nel programma; 3) interpretazione dei risultati di un’analisi genetica presente tra i contenuti del modulo.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La valutazione finale del percorso formativo sarà effettuata tramite verifica orale e terrà conto sia del livello di conoscenza, sia delle capacità espositive e di ragionamento dimostrate nella discussione degli argomenti richiesti. Il voto finale dell'insegnamento Biotecnologie e Genetica molecolare deriverà dalla media delle votazioni relative ai due moduli.