Biologia molecolare (2010/2011)

Codice insegnamento
4S00800
Crediti
12
Coordinatore
Alejandro Giorgetti
Altri corsi di studio in cui è offerto
Altri corsi di studio in cui è offerto
L'insegnamento è organizzato come segue:
Modulo Crediti Settore disciplinare Periodo Docenti
BIOLOGIA MOLECOLARE 6 BIO/11-BIOLOGIA MOLECOLARE I semestre Stefano Capaldi
LABORATORIO DI BIOINFORMATICA II 6 BIO/10-BIOCHIMICA Vedi pagina del modulo Vedi pagina del modulo

Obiettivi formativi

Modulo: LABORATORIO DI BIOINFORMATICA II
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Acquisizione degli strumenti bioinformatici per l'analisi, l'interpretazione e la predizione di dati biologici in proteomica, genomica, biochimica, biologia molecolare e strutturale.


Modulo: BIOLOGIA MOLECOLARE
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Biologia Molecolare
Obiettivo del corso di Biologia Molecolare è fornire allo studente una descrizione a livello molecolare dei principali aspetti riguardanti i meccanismi inerenti la trasmissione, la variazione e l’espressione dell’informazione contenuta nel genoma di procarioti ed eucarioti. Le tematiche principali del corso saranno quindi la descrizione dettagliata dei processi di trascrizione e traduzione dell'informazione genica e di quelli riguardanti le replicazione del DNA e la mutagenesi.

Programma

Modulo: LABORATORIO DI BIOINFORMATICA II
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Strumenti bioinformatici per l'analisi di fenomeni di evoluzione molecolare e filogenesi: Orologio molecolare, modelli di sostituzione, filogenesi molecolare, metodi per la costruzione degli alberi filogenetici (algoritmi di clustering, metodi che massimizzano funzione obiettiva).
Programmi per la predizione della struttura tridimensionale di una proteina: modelling comparativo, Fold recognition e Ab initio.
Predizione automatica di geni utilizzando i programmi di ultima generazione.
Validazione delle predizioni geniche utilizzando dati di espressione
genica.
Annotazione funzionale e geni ortologhi.
Microarray. Uso dei principali programmi e delle banche dati per elaborazione, archiviazione e recupero di informazioni da microarray.
Introduzione ai calcoli energetici delle proteine: MD simulations, docking ligando-proteina e docking proteina-proteina


Modulo: BIOLOGIA MOLECOLARE
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L’informazione genetica e le molecole informazionali
Introduzione generale e cenni storici. La struttura del DNA e del RNA. Dai geni alle proteine; RNA messaggero, RNA transfer e RNA ribosomiale. Il codice genetico.
DNA e struttura dei geni
La definizione di gene. Regioni codificanti e regolative. I geni interrotti; gli introni.
Organizzazione ed evoluzione dei genomi
Contenuto di DNA e numero di geni. DNA ripetitivo. Famiglie geniche e duplicazione. Mutazioni, riarrangiamenti del DNA ed evoluzione dei genomi.
I genomi degli organelli.
Elementi trasponibili
Trasposoni, retrovirus e retrotrasposoni. Meccansimi di trasposizione e controllo della trasposizione.
Cromatina e cromosomi
I nucleosomi; istoni e loro modificazioni. Livelli superiori di organizzazione della cromatina. Eterocromatina ed eucromatina. I cromosomi eucariotici, i telomeri e i centromeri.
Replicazione del DNA
Le DNA polimerasi. Attività di proofreading delle DNA polimerasi.
Il meccanismo di replicazione nei batteri e negli eucarioti.
Mutazione e riparazione del DNA
Mutazioni spontanee e mutazioni causate da agenti mutageni fisici e chimici. Sistemi di riparazione pre-replicativi e post-replicativi. Ricombinazione nelle cellule del sistema immunitario.Cenni sulla ricombinazione omologa.
Gli RNA e la trascrizione
I diversi tipi di RNA: sintesi e maturazione. RNA polimerasi batterica. I fattori sigma. Le RNA polimerasi eucariotiche. mRNA eucariotici: capping, poliadenilazione , trasporto nel citoplasma. Il processo di trascrizione nei batteri e negli eucarioti.
Regolazione dell’espressione genica
Promotori batterici. L’ operone. Promotori eucariotici. Elementi di regolazione, enhancer, silencer, insulator, LCR. Attivatori, repressori, coattivatori. Espressione genica e modificazioni della cromatina. Effetti epigenetici.
Introni e RNA splicing
Caratteristiche degli introni spliceosomali. Lo spliceosoma e il meccanismo di splicing. Splicing alternativo e trans-splicing. Altri tipi di introni: introni del gruppo I e II e gli introni dei tRNA. Movimento degli introni. RNA editing. Ribozimi e riboswitch.
Traduzione
I ribosomi. Struttura e funzione del tRNA. Sintesi degli aminoacil-tRNA. Inizio della traduzione nei batteri e negli eucarioti. Sintesi della catena polipeptidica e terminazione della traduzione. Regolazione della traduzione. Localizzazione delle proteine.

Modalità d'esame

Modulo: LABORATORIO DI BIOINFORMATICA II
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Scritto


Modulo: BIOLOGIA MOLECOLARE
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Esame orale