Biologia Molecolare - canale 2

BIO/11 - 9 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

ANDREA MAGRI'
Email: andrea.magri@unict.it
Edificio / Indirizzo: Edificio 2, Piano 3, Cittadella Universitaria - Via Santa Sofia, 64
Telefono: 0957384092
Orario ricevimento: Ogni giorno, previo contatto con il docente.


Obiettivi formativi

Gli studenti del corso apprenderanno i concetti inerenti la natura del materiale genetico, il significato del flusso dell’informazione genetica e dei meccanismi che ne controllano il mantenimento, della variabilità e della regolazione dell’espressione genica. Gli studenti saranno inoltre in grado di discutere problematiche inerenti la struttura delle macromolecole che portano l’informazione genetica, i meccanismi che permettono il mantenimento della continuità e della qualità dell’informazione genetica e i principali meccanismi di regolazione dell’espressione genica.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali e supportate da eserrcitazioni in aula.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto.


Prerequisiti richiesti

É indispensabile aver superato gli esami di Genetica e Biochimica.



Frequenza lezioni

La frequenza è obbligatoria ai fini della partecipazione alle prove in itinere previste durante il corso di lezioni.



Contenuti del corso

La struttura del DNA – conformazioni tautomeriche delle basi – concetti di denaturazione e ibridazione - le conformazioni della doppia elica – la topologia del DNA e le topoisomerasi.La struttura dell’RNA – la formazione delle strutture secondarie dell’RNA – classi di RNA – i ribozimi.L’organizzazione del DNA nella cellula – i genomi procariotici ed eucariotici: loro organizzazione, caratteristiche fisiche, contenuto genetico e contenuto in DNA ripetitivo – elementi strutturali dei cromosomi – il nucleosoma – gli istoni – assemblaggio dei nucleosomi – aspetti molecolari della duplicazione e della segregazione cromosomale.La replicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti – le DNA polimerasi batteriche ed eucariotiche – Fase di inizio e di terminazione della replicazione.Mutazioni e riparazioni del DNA.La ricombinazione omologa ed il suo macchinario a livello molecolare.Adattamenti della ricombinazione a situazioni specializzate: la ricombinazione sito-specifica.I trasposoni a DNA - I retrotrasposoni. Esempi di regolazione della trasposizioneLa trascrizione – le RNA polimerasi – la trascrizione nei batteri e negli eucarioti.Maturazione dell’RNA – lo splicing ed il suo macchinario – lo splicing alternativo – l’editing dell’RNA.Il codice genetico – mutazioni soppressore.La sintesi proteica nei procarioti e negli eucarioti– classi di RNA coinvolte nella traduzione – il ribosoma - fasi della traduzione – regolazione traduzione-dipendente dell’mRNA e della stabilità delle proteine.Regolazione dell’espressione genica – regolazione dell’inizio della trascrizione nei procarioti: il modello dell’operone ed il fago lambda – meccanismi di regolazione trascrizionale negli eucarioti – fattori di trascrizione –i dominii di legame al DNA - la trasduzione del segnale – regolazione della struttura della cromatina – silenziamento genico.Tecniche di Biologia molecolare: l’elettroforesi di macromolecole biologiche – sonde d’ibridazione – il clonaggio genico – le librerie: genomiche e a DNA – la PCR – il Sequenziamento.



Testi di riferimento

Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli.

Zlataanova & van Holde, Biologia molecolare, ed. Zanichelli.


Altro materiale didattico

Materiale didattico aggiuntivo sarà fornito dal docente.



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Struttura, conformazioni e topologia degli acidi nucleiciWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
2RibozimiWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
3Organizzazione del DNA nel genoma procariotico ed eucarioticoWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
4Aspetti molecolari della duplicazione e della segregazione cromosomaleWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
5DNA polimerasi nei procarioti e negli eucariotiWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
6Mutazioni e meccanismi molecolari di riparazione del DNA Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
7Macchinario molecolare della ricombinazione omologa e adattamenti a situazioni specializzate Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
8Trasposoni, retrotrasposoni con esempi di meccanismi di regolazione della trasposizioneWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
9RNA, trascrizione nei procarioti e negli eucarioti e RNAWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli  
10Maturazione dell’RNAWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
11Splicing canonico e alternativoWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
12Editing dell’RNAWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
13Codice geneticoWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
14 Meccanismi molecolari della sintesi proteica dei procarioti e degli eucariotiWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
15Meccanismi di regolazione dell’espressione genica nei procarioti e negli eucariotiWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
16Dominii di legame al DNAWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
17 Fattori di trascrizioneWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
18Regolazione della struttura della cromatinaWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
19Silenziamento genicoWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 
20Principali tecniche di biologia molecolare: elettroforesi di macromolecole biologiche, ibridazione, clonaggio genico, PCR, sequenziamentoWatson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Prova scritta e prova orale. Per poter accedere all'esame orale è prevista una prova scritta preselettiva costituita da 15 domande (6 a risposta multipla, 8 a risposta aperta e una formula di struttura o un esercizio) valutate da 0 (zero) a +2. Il punteggio finale si ottiene dalla somma dei punti parziali. Si può accedere all'orale con un voto minimo di 13,5.

Previste due prove in itinere (60 domande a risposta multipla con una sola risposta corretta valutata +2, risposta sbagliata o non data valutata 0 (zero). La prova è superata con un voto minimo di 72. Con un voto minimo di 60 la prova si considera "superata con riserva" ovvero è necessario recuperare l'insufficienza nella prova seguente.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

- Caratteristiche del DNA A, DNA B, DNA Z

- Replicazione del DNA in eucarioti e procarioti e bolla di replicazione
- Siti d’inizio della duplicazione in procarioti ed eucarioti e loro regolazione

- Caratteristiche delle DNA polimerasi in procarioti e eucarioti
- Telomerasi
- Caratteristiche dei vari RNA cellulari e loro abbondanza
- Maturazione dei diversi tipi di trascritti in eucarioti e procarioti
- RNA polimerasi eucariotiche e procariotiche

- Processo di trascrizione in procarioti ed eucarioti
- Caratteristiche di geni per rRNA, tRNA e mRNA in eucarioti e procarioti - Enhancer e Silencer di trascrizione; insulator
- Regolazione dell’espressione genica in procarioti
- Regolazione dell’espressione genica in eucarioti
- Metilazione del DNA
- Meccanismi di splicing
- Editing
- Fattori di trascrizione
- Meccanismi molecolari della sintesi proteica nei procarioti e negli eucarioti
- Allungamento e termine della sintesi proteica
- Virus: fago lambda e retrovirus
- PCR
- Tecniche di clonaggio del DNA
- Sequenziamento del DNA




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