GENETICA MOLECOLARE E BIOTECNOLOGIE MICROBICHE

10 CFU - 2° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

GIANCARLO RAPPAZZO - Modulo GENETICA MOLECOLARE - BIO/18 - 6 CFU
MARIA CARMELA SANTAGATI - Modulo BIOTECNOLOGIE MICROBICHE - BIO/19 - 4 CFU

Obiettivi formativi

GENETICA MOLECOLARE
Il Corso si propone di istruire gli studenti all'uso dei principali metodi di indagine finalizzati all'analisi del genotipo, in particolare - in considerazione delle sue peculiarità e del grado di approfondimento oggi disponibile - del genotipo umano. In particolare, saranno approfondite le molteplici interazioni fra genotipi e fenotipi a livello cellulare-molecolare. Gli studenti saranno indirizzati alla scelta e uso di database on-line (bibliografici, tematici, di sequenza, strutturali) per l'analisi molecolare. Inoltre saranno svolte dimostrazioni pratiche in laboratorio.
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Il modulo di BIOTECNOLOGIE MICROBICHE si propone di ampliare ed approfondire le conoscenze di genomica microbica rivolgendo particolare attenzione alla organizzazione genica (uso di database genomici e tools bioinformatici per l’analisi dei dati), alla trascrittomica, al ruolo di elementi genetici mobili, alle modalità di trasferimento genico orizzontale ed alle tecniche di DNA ricombinante indirizzate anche ad una sua applicazione in ambito biotecnologico. Nel corso inoltre, vengono approfondite le conoscenze sul microbiota/microbioma umano con analisi metagenomica e sulla caratterizzazione di ceppi batterici con caratteristiche probiotiche produttori di batteriocine. Seguendo il corso gli studenti maturano inoltre, una comprensione integrata dei fenomeni biologici e una preparazione scientifica avanzata a livello morfologico/funzionale, cellulare/molecolare dei microrganismi.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

GENETICA MOLECOLARE
Lezioni frontali; laboratorio didattico
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
lezioni frontali, attività di laboratorio , seminari

Prerequisiti richiesti

GENETICA MOLECOLARE
Genetica Mendeliana: geni, alleli, loci; segregazione; associazione; ricombinazione; mutazioni. Fenotipo e genotipo. Basi della variabilità individuale e specifica. Relazioni fra organismo e ambiente. Struttura del DNA e dell'RNA.
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
microbiologia generale e genetica dei microganismi

Frequenza lezioni

GENETICA MOLECOLARE
Secondo quanto stabilito da Corso di studio.
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
obbligatoria

Contenuti del corso

GENETICA MOLECOLARE
Polimorfismi genetici e marcatori molecolari: I polimorfismi del DNA; misura dell'eterozigosità; analisi dell'associazione; mappe genetiche e mappe fisiche. Applicazioni dell'analisi dei polimorfismi del DNA agli studi su evoluzione, patologia, antropologia, farmacologia, discipline forensi. Dupliconi e CNV: metodi di indagine e effetti fenotipici. Principali database di sequenza: metodi di consultazione ed analisi bioinformatiche. Lo studio della organizzazione funzionale della cromatina; l'imprinting genomico e sue implicazioni nello sviluppo e nella patologia; oncogeni e oncosoppressori; geni e loci coinvolti nel ritardo mentale; le patologie mitocondriali.
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
L’era genomica ed i genomi microbici. Analisi del genoma batterico e caratterizzazione di elementi genici mobili ( trasposoni e plasmidi). Principi di DNA sequencing, mutagenesi, PCR, progettazione di primers, Real-Time PCR indirizzati allo studio della genetica batterica. Uso di tools bioinformatici per l'analisi di dati ottenuti dal sequenziomento di microrganismi. Studio dei sistemi CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) e sue applicazioni. Applicazione della diagnostica molecolare ( DNA ed immunologica, anticorpi monoclonali). Probiotici, batterioterapia e loro applicazioni, analisi di microbiomi. Studio dei sistemi toxin e antitoxin ( TA), sRNA e riboswitch.

Testi di riferimento

GENETICA MOLECOLARE
Saranno proposti articoli della letteratura scientifica riguardanti i differenti argomenti trattati.
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
- Biologia dei microrganismi, Gianni Deho, Enrica Galli
- Molecular Genetics of Bacteria- Jeremy Dale Editor John Wiley and Sons
- articoli scientifici

Altro materiale didattico

GENETICA MOLECOLARE
Articoli e diapositive disponibili su studium.unict.it o forniti dal Docente
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
diapositive ed articoli disponibili su LabMMAR (http://www.labmicrobiologia.unict.it/index.php/It/)

Programmazione del corso

GENETICA MOLECOLARE
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Il DNA come materiale genetico: stabilità, energia, mutabilità.	diapositive
2	Mutazioni puntiformi e polimorfismi del DNA; tecniche di indagine molecolare basati su PCR: sequenziamento Sanger, ASO, PCR-RFLP; NGS.	diapositive
3	Associazione, aplotipi, linkage equilibrium e linkage disequilibrium. Significato biologico e metodologico degli studi di linkage.	diapositive
4	Applicazioni dei polimorfismi nell'analisi genetica; mappe genetiche e mappe fisiche.	diapositive
5	Principali database di sequenza e metodi bioinformatici di consultazione ed analisi.	diapositive
6	Mutazioni strutturali; definizione; Dupliconi e CNV; implicazioni nelle patologie di origine genetica; metodi di studio: microarray, FISH, MLPA, NGS.	diapositive e articoli scientifici
7	Organizzazione funzionale della cromatina: ehnancer e silencer; interazione con i trans-acting factor; il dominio di cromatina; proteine strutturali del cromosoma; processi di attivazione della cromatina.	diapositive e articoli scientifici
8	Modificazioni e controllo epigenetico dell'attività trascrizionale; la metilazione del DNA; significato ed esempi di DNA metilato.	diapositive e articoli scientifici
9	Imprinting genomico nelo sviluppo e nel differenziamento; fenotipi e patologie riferibili all'imprinting genomico.	diapositive e articoli scientifici
10	Il cancro come malattia genetica; fenotipi cellulari tumorali; la trasformazione neoplastica e gli oncogeni; il controllo e la deregolazione del ciclo cellulare; la teoria di Knudson sugli hit multipli; oncosoppressori e loro analisi genetica	diapositive e articoli scientifici
11	Il differenziamento dei neuroblasti; le nuove definizioni di ritardo mentale; aspetti genetici della sindrome di Down, sindrome ATRX, sindrome dellX fragile.	diapositive e articoli scientifici
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
	Argomenti	Riferimenti testi
1	• L’era genomica ed i genomi microbici. Genetica e genomica batterica indirizzata anche allo studio dei nuovi target identificativi per una diagnostica molecolare (PCR e progettazione di primers, Real-Time PCR, DNA sequencing; analisi di sequenza ed uso di tools bioinformatici)
2	• Studio dei sistemi CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) e sue applicazionii
3	• Strategie di mutagenesi sito specifica indirizzati allo studio della genetica batterica.
4	• Applicazione della diagnostica molecolare ( DNA ed immunologica, anticorpi monoclonali)
5	• Bersagli e saggi per scoprire nuovi agenti antibatterici: sistemi Toxin–antitoxin (TA) systems , sRNA, riboswitch
6	• Microbiomi, Probiotici e loro applicazioni in batterioterapia

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

GENETICA MOLECOLARE
L'esame sarà svolto in forma orale e consisterà nella illustrazione di almeno due pubblicazioni, ad esclusione delle review, riguardanti ricerche di genetica molecolare riportate dalla letteratura scientifica recente. Saranno valutati sia la capacità di interpretare i dati sperimentali in senso genetico, sia le capacità di analisi e di sintesi. Gli argomenti non sono limitati a quelli trattati nel corso, purché gli articoli scelti abbiano una chiara impronta genetica.
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
L'esame è in forma orale sugli argomenti svolti durante il corso.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. E' possibile rivolgersi anche al referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento di Scienze Biomediche e Biotecnologiche

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

GENETICA MOLECOLARE
Le domande saranno formulate sulla base degli articoli proposti dal candidato.
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Spiega l'organizzazione di un genoma microbico

Apri in formato Pdf English version