BIOLOGIA E GENETICA - canale 2

BIO/13 - 10 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

MARINA SCALIA
Email: scalia@unict.it
Edificio / Indirizzo: Dipt. Scienze Biomediche e Biotecnologiche, Sezione di Biologia e Genetica Giovanni Sichel, Comparto 10, Edificio C,Via S.Sofia 87 95123 Catania
Telefono: 328 4044822 ; 0953782074
Orario ricevimento: tutti i lunedì 12,00-14,00


Obiettivi formativi

Studio integrato della cellula e degli organismi viventi, con particolare riguardo ai meccanismi di base coinvolti nei seguenti processi: duplicazione e trasmissione dell'informazione genetica, sua espressione, sviluppo, differenziamento, proliferazione cellulare, biogenesi di organelli e strutture cellulari, interazione fra le cellule, basi biologiche del comportamento e dell'evoluzione. Le applicazioni biotecnologiche e di genetica generale e molecolare delle conoscenze sui processi citati costituiscono un aspetto pertinente al settore. L'apprendimento e l'utilizzo di tutte le tecnologie biomolecolari avanzate, comprese le tecnologie ricombinanti e l’utilizzo di animali transgenici, sono indispensabili al raggiungimento degli obiettivi indicati.


Prerequisiti richiesti

Conoscenze sui principali processi cellulari.



Frequenza lezioni

Obbligatoria.



Contenuti del corso

La teoria cellulare: cellule ed organismi. Struttura e funzione delle proteine. Gli enzimi. Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule procariotiche (Batteri e Archea).

Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule eucariotiche: membrana plasmatica, nucleo,reticolo endoplasmatico,ribosomi, perossisomi, lisosomi, mitocondri, complesso di Golgi, citoscheletro. I virus.

Il DNA nucleare: struttura e funzioni. Il DNA nei procarioti: il cromosoma batterico. Il modello a doppia elica di Watson e Crick. La composizione chimica del DNA. Regole di Chargaff. Il DNA negli eucarioti: cromatina e cromosomi.

Il dogma centrale della biologia molecolare. Dal genotipo al fenotipo. Fenotipo ed ambiente.

La proliferazione cellulare: il ciclo cellulare ed i relativi meccanismi di controllo.

La duplicazione del DNA nei batteri e negli eucarioti: meccanismi molecolari. Replicazione dei telomeri: la telomerasi.

Polymerase Chain Reaction (PCR): tecnologia ed implicazioni per la Medicina.

Classificazione e struttura dei geni eucariotici( funzione dei promotori, esoni ed introni) e procariotici (struttura operoni).

Il processo della trascrizione in procarioti ed eucarioti: sintesi e rielaborazione degli RNA [mRNA e RNA non codificanti (ncRNA), quali miRNA e lncRNA].

Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Il codice genetico. La sintesi proteica.

Mutazioni genetiche e modificazioni epigenetiche del DNA. Il cariotipo umano: cariotipi normali e cariotipi patologici. Anomalie cromosomiche numeriche: trisomie e monosomie. Non-disgiunzioni mitotiche e meiotiche. Mosaicismo.La divisione cellulare: scissione binaria, mitosi e meiosi. Gametogenesi maschile e femminile. Modalità di trasmissione dei caratteri genetici nell’Uomo. La genetica mendeliana. I limiti del modello mendeliano. I Progetti Genoma. Ruolo della Biologia computazionale e della BioInformatica in Medicina. Le malattie genetiche di Homo sapiens.

Membrane cellulari: struttura e funzioni. I meccanismi di trasporto attraverso la membrana: diffusione semplice e facilitata. Il trasporto attivo. La trasduzione del segnale. Gli ormoni. Recettori associati alle proteine G. Ruolo dell’AMPc.

Il traffico molecolare intra- ed intercellulare. Ruolo delle microvescicole e degli esosomi.

Meccanismi di interazione tra cellule: CAM (Caderine ed Integrine).

Il fenotipo neoplastico: Oncogeni e soppressori tumorali.

Differenziamento ed apoptosi.



Testi di riferimento

1. De Leo, Fasano e Ginelli Biologia e Genetica, Ed. Edises

 

2. Alberts, Bray, Hopkin, Johnson…, L’essenziale di Biologia molecolare della cellula, Ed Zanichelli

 

3.H. Lodish, A.Berk, CA Kaiser, M.Krieger et.al, Biologia molecolare della cellula, Ed. Zanichelli

 

4. M. R.Cummings, Eredità, Ed. Edises

NOTA: E’ importante utilizzare la edizione più recente dei testi prescelti.


Altro materiale didattico

Slides in power point disponibili alla fine delle lezioni su STUDIUM.



Programmazione del corso

 *ArgomentiRiferimenti testi
1 La Teoria cellulare: cellule ed organismiTesto 1: cap.2; Testo 2: cap. 1 
2  Struttura e funzione delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Gli enzimi Testo 1:cap.1; Testo 2: cap.4;Testo 3: cap.2 
3 Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule procariotiche (Batteri e Archea).Testo 1: cap.2; Testo 2: cap. 1 
4 Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule eucariotiche: membrana plasmatica, nucleo,reticolo endoplasmatico,ribosomi, perossisomi, lisosomi, mitocondri, complesso di Golgi, citoscheletro.Testo 1: cap.2; Testo 2: cap.15; Testo 3: cap.13 e 14 
5*Il DNA nucleare: struttura e funzioni. Il modella a doppia elica di Watson e Crick. La composizione chimica del DNA. Regole di ChargaffTesto 2: cap.5; Testo 3: cap.4; Testo 4: cap. 8 
6*I virusTesto 1: cap.6; Testo 2: cap.9; Testo 3: cap.4 
7 Il DNA nei procarioti: il cromosoma batterico. Testo 1: cap.1 e 4; Testo 2: cap.5 
8*Il DNA negli eucarioti: cromatina e cromosomi Testo 2: cap.5; Testo 3: cap.6; Testo 4: cap.8  
9 Il dogma centrale della biologia molecolare. Dal genotipo al fenotipo. Fenotipo ed ambienteTesto 1: cap.4; Testo 2: cap. 7; Testo 4: cap.10 
10*La duplicazione del DNAnei batteri e negli eucarioti: meccanismi molecolari. Replicazione dei telomeri: la telomerasiTesto 1: cap.4; Testo 2: cap.6; Testo 3: cap.4 e 13 
11*La proliferazione cellulare: il ciclo cellulare ed i relativi meccanismi di controlloTesto 3: cap.20; Testo 4: cap.12 
12*Polymerase Chain Reaction (PCR): tecnologia ed implicazioni per la MedicinaTesto 1: cap.14; Testo 2: cap.10; Testo 4: cap.13 
13*Classificazione e struttura dei geni eucariotici(funzione dei promotori, esoni ed introni) e procariotici (struttura operoni)Testo 1: cap.4 ; Testo 2: cap.7 e 8; Testo 3: cap.6; Testo 4: cap.9 
14* Il processo della trascrizione in procarioti ed eucarioti: sintesi e rielaborazione degli RNA [mRNA e RNA non codificanti (ncRNA), quali miRNA e lncRNA]. Testo 1: cap. 4; Testo 2: cap.7 e 8;Testo 3: cap. 4 e 8 
15*Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Il codice genetico. La sintesi proteicaTesto 3: cap. 3, 7 e 8; Testo 4: cap. 9 
16*Le mutazioni genetiche e modificazione epigenetiche del DNA.Anomalie cromosomiche numeriche: trisomie e monosomie. Non-disgiunzioni mitotiche e meiotiche. MosaicismoTesto 1: cap. 4 e 10; Testo 4: cap.6 e 11 
17  La divisione cellulare: scissione binaria, mitosi e meiosi Testo 1: cap.7 e 8; Testo 2: cap.18 e 19; Testo 3: cap.20;Testo 4: cap.2  
18 Gametogenesi maschile e gametogenesi femminile.Testo 1: cap.8; Testo 2: cap.19; Testo 3: cap.22; Testo 4: cap.2 
19*Modalità di trasmissione dei caratteri genetici nell’Uomo. La genetica mendeliana. I limiti del modello mendeliano.Testo 1: cap.11 e 12; Testo 4: cap.3 e 4 
20* I Progetti Genoma. Ruolo della Biologia computazionale e della Bioinformatica in Medicina. Le malattie genetiche di Homo sapiens Testo 1: cap.14; Testo 4: cap.14 e 15 
21 La membrana plasmatica: struttura e funzioniTesto 1: cap.5; Testo 2: cap.11; Testo 3: cap.10 
22* I meccanismi di trasporto attraverso la membrana: diffusione semplice e facilitata. Il trasporto attivo Testo 1: cap.2 e 5; Testo 2: cap.12; Testo 3: cap. 11 
23*La trasduzione del segnaleTesto 1: cap. 5; Testo 2: cap.16; Testo 3: cap. 15 e 16 
24*Gli ormoni. Recettori associati alle proteine G. Ruolo dell’AMPcTesto 1: cap. 5; Testo 2: cap.16; Testo 3: cap. 15 
25  Il traffico molecolare intra- ed intercellulare. Ruolo delle microvescicole e degli esosomi Testo 2: cap. 13; Testo 3: cap.8 e 14 
26  Meccanismi di interazione tra cellule: CAM (Caderine ed Integrine). Testo 1: cap. 5; Testo 3: cap. 19 
27* Il fenotipo neoplastico: Oncogeni e soppressori tumorali. Testo 1: cap.13; Testo 2: cap.20; Testo 3: cap.25; Testo 4: cap.12 
28* Differenziamento ed Apoptosi Testo 2: cap.18; Testo 3: cap.21 e 22 
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Esame scritto ed esame orale.


PROVE IN ITINERE

Verifiche in itinere durante il corso.


PROVE DI FINE CORSO

Esame finale: Esame scritto, seguito da esame orale.


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

Il processo di trascrizione nei procarioti e negli eucarioti: sintesi e rielaborazione degli RNA [mRNA ed RNA non codificanti (ncRNA) compresi i miRNA].

Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Il codice genetico. La sintesi proteica.

Il fenotipo neoplastico: Oncogeni e soppressori tumorali.




Apri in formato Pdf English version