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Biologia molecolare - Linea 1
Molecular Biology - Syllabus

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LAURA MARIA POPOLO (responsabile dell'insegnamento)

CdL in BIOTECNOLOGIA (Classe L-2) immatricolati dall'A.A. 2014/15 - Laurea - 2017/2018

Insegnamento obbligatorio / Compulsory course
Anno di corso / Year of course2
Periodo di svolgimentoprimo / first trimestre
Settori scientifico disciplinari / Scientific fields
  • BIO/11 - Biologia molecolare
Crediti (CFU) obbligatori / ECTS credits (CFU) compulsory9
Crediti (CFU) facoltativi / ECTS credits - facultative-

Informazioni generali / general information

Obiettivi: Il corso intende fornire nozioni approfondite sulla struttura di acidi nucleici e proteine, sulla loro funzione e sulle metodologie utilizzate per il loro studio. In particolare, il corso affronterà i meccanismi alla base della replicazione, riparazione e ricombinazione del DNA e i meccanismi che controllano il flusso dell'informazione genetica dal DNA alle proteine. Tale complessa problematica è affrontata sia con riferimenti a esperimenti classici che attraverso l'acquisizione delle tecnologie più moderne che permettono l'analisi della struttura e funzione di interi genomi

Lingua dell'insegnamento / Language of instruction: Italiano

Metodi didattici /Activities: Modalità di frequenza: obbligatoria;
modalità di erogazione: tradizionale.

Programma di studio / Syllabus

Programma: Cenni sulla struttura di proteine
La natura molecolare dei geni
La natura chimica del materiale genetico: la scoperta del DNA
Strutture del DNA
Proprietà chimico-fisiche del DNA
Strutture del RNA: proprietà chimico-fisiche del RNA

Topologia del DNA e DNA topoisomerasi
Introduzione alla funzione dei geni
Introduzione al controllo dell’espressione genica
Cenni sul flusso dell’informazione genetica e sulla scoperta del codice genetico
I diversi livelli di regolazione dell’espressione genica

Organizzazione ed evoluzione di geni, cromosomi e genomi
Impacchettamento del DNA genomico
Cenni sulla struttura e plasticità dei genomi procariotici. Organizzazione dei genomi eucariotici: famiglie geniche, sequenze ripetute, DNA satellite, microsatelliti, minisatelliti, trasposoni e retrotrasposoni. Il test del DNA

Alcune tecniche di Biologia Molecolare per lo studio di acidi nucleici, proteine e controllo dell’espressione genica
Tecniche spettrofotometriche e di ultracentrifugazione
Denaturazione e rinaturazione del DNA: il concetto di sonda e di ibridazione.
Tecniche di clonaggio dei geni: le tecnologie del DNA ricombinante. Vari tipi di vettori di clonaggio.
La polymerase chain reaction (PCR) ed i suoi numerosi utilizzi.
Banche di DNA e di cDNA e loro utilizzi.
Elettroforesi e altre tecniche di separazione di acidi nucleici e proteine: southern, northern e western blotting.
Metodi tradizionali di sequenziamento di DNA e sviluppo di tecnologie innovative.
Tecniche per la valutazione dell’espressione di geni e tecniche di mutagenesi.

Metodologie di knock out e di spegnimento dell’espressione di geni.
Metodi genetici, biochimici e di biologia molecolare per lo studio di interazioni proteine-DNA e proteine-proteine.

Approcci sperimentali all’analisi globale di genomi e proteomi.
La Bioinformatica

La replicazione del DNA
Modelli di replicazione
Geni e proteine coinvolte nella replicazione del DNA in procarioti, eucarioti, virus a DNA e RNA.
Regolazione della replicazione.

La riparazione del DNA
I vari tipi di lesioni sul DNA.
I diversi sistemi di riparazione del DNA
Il controllo della stabilità del genoma e le vie di trasduzione del segnale innescate da danni sul DNA.
Connessioni tra controllo della stabilità del genoma e carcinogenesi

La ricombinazione del DNA
Ricombinazione meiotica
Ricombinazione generalizzata e sito-specifica
I modelli classici di ricombinazione
La trasposizione
Meccanismi molecolari e proteine coinvolte nei meccanismi ricombinativi

La trascrizione
Cenni di trascrizione nei procarioti
Le RNA polimerasi eucariotiche e i loro promotori
Fattori generali di trascrizione negli eucarioti
Attivatori e repressori trascrizionali negli eucarioti
Influenza della struttura della cromatina nel controllo trascrizionale
Il processamento dei trascritti
Il meccanismo di splicing.
Il controllo della stabilità dei trascritti
La regolazione dell’espressione genica a livello di splicing e stabilità dei trascritti

La traduzione
Il meccanismo della traduzione
Controllo dell’espressione genica a livello traduzionale
La regolazione genica a livello post-traduzionale
Stabilità delle proteine
Fosforilazione di proteine
Altri meccanismi di modificazione di proteine
L’importanza dell’utilizzo di organismi modello nell’affrontare problematiche connesse alla struttura dei genomi e alla loro espressione

Bibliografia e altri materiali di studio: -Watson, Baker, Bell, Gann, Levine and Losick “Biologia Molecolare del Gene” Settima ed Zanichelli
-J. Dale, M. Von Schantz e N. Plant «Dai geni ai genomi» EdiSES, Terza edizione
-Testo adottato nel corso di Biochimica

Esistono numerosi altri testi di Biologia Molecolare di ottimo livello che possono essere utilizzati come testi di consultazione o per integrare alcune parti del programma.Fra questi : Craig et al. Biologia Molecolare, Pearson Ed. 2013 e “Biologia molecolare della cellula” B. Alberts, A.Johnson et al. Zanichelli. Gli studenti sono invitati a consultare i docenti al riguardo.

Modalità di esame, prerequisiti, esami propedeutici / Prerequisites, exams and assessment

Esame / Examunico
Modalità di accertamento conoscenze / Type of assessmentEsame
Giudiziovoto verbalizzato in trentesimi

Prerequisiti e modalità di esame L’esame è scritto con domande aperte sull’intero programma svolto

Organizzazione didattica / Structure of the course

Settori e relativi crediti / Scientific fields

  • BIO/11 - Biologia molecolare - cfu: / ects: 9
Attività didattiche previste / Learning activities

Lezioni: 72 ore / hours

Ricevimento docenti / Teacher's office hours

Orario di ricevimento Docenti / Teacher's office hours
Docente / TeacherOrario di ricevimento / Office's hoursLuogo di ricevimento / Office location
LAURA MARIA POPOLO (responsabile dell'insegnamento)Lunedì e Venerdi 11.30-13.30Ufficio presso 5° piano torre B