SCIENZE BIOLOGICHE, GEOLOGICHE E AMBIENTALIScienze biologicheAnno accademico 2024/2025

1000040 - Biologia Molecolare A - L

Docente: Angela Anna MESSINA

Risultati di apprendimento attesi

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 supportate da esercitazioni 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

E' indispensabile aver superato i seguenti esami del CdS: Genetica, 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 - RNA regolatori. 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

1) Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli; 2) Zlataanova & van Holde, Biologia molecolare, ed. Zanichelli

Programmazione del corso

	Argomenti	Riferimenti testi
1	ArgomentiRiferimenti testi1Struttura, conformazioni e topologia degli acidi nucleiciWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 2RibozimiWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 3Organizzazione del DNA nei genomi procariotici ed eucarioticiWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 4Aspetti molecolari della duplicazione e della segregazione cromosomaleWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 5DNA polimerasi batteriche ed eucarioticheWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 6Mutazioni e meccanismi molecolari di riparazione del DNAWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 7Macchinario molecolare della ricombinazione omologa e adattamenti a situazioni specializzateWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 8Trasposoni, retrotrasposoni con esempi di meccanismi di regolazione della trasposizioneWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 9Trascrizione nei batteri e negli eucarioti e RNAWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 10Maturazione dell’RNAWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 11Macchinario dello splicing canonico e alternativoWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 12Editing dell’RNAWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 13Codice geneticoWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 14Meccanismi molecolari della sintesi proteica dei procarioti e degli eucariotiWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 15Meccanismi di regolazione dell’espressione genica nei procarioti e negli eucariotiWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 16Dominii di legame al DNAWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 17Fattori di trascrizioneWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 18Regolazione della struttura della cromatinaWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 19 Silenziamento genico e RNA regolatori: Watson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana 20Principali tecniche di biologia molecolare: elettroforesi di macromolecole biologiche, ibridazione, clonaggio genico, PCR, sequenziamentoWatson James D. et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichelli Benjamin Lewin, J. et al, Il gene X, ed. Zanichelli Amaldi F. et al., Biologia molecolare, 2° ediz. Ambrosiana

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

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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