Molecular biology (2019/2020)

Codice insegnamento
4S004558
Docente
Massimiliano Perduca
Coordinatore
Massimiliano Perduca
crediti
6
Settore disciplinare
BIO/11 - BIOLOGIA MOLECOLARE
Lingua di erogazione
Inglese
Periodo
I semestre dal 1-ott-2019 al 31-gen-2020.

Orario lezioni

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Obiettivi formativi

Conoscenza e capacità di comprensione Fornire agli studenti le conoscenze di base dei meccanismi molecolari inerenti la trasmissione, la variazione e l’espressione dell’informazione genetica. Conoscenze applicate e capacità di comprensione Alla fine del corso gli studenti avranno acquisito le nozioni fondamentali per la comprensione dei meccanismi molecolari del funzionamento cellulare in organismi procariotici ed eucariotici. Autonomia di giudizio Capacità di valutare in autonomia i meccanismi molecolari del funzionamento cellulare e le loro implicazioni in campo biomedico e bioinformatico. Abilità comunicative Lo studente sarà in grado di interagire con interlocutori vari in un ambito multidisciplinare biomedico e bioinformatico, relazionarsi con i colleghi nello svolgimento di lavori in gruppo, e relazionarsi con gli interlocutori nell'ambiente lavorativo o di ricerca. Capacità di apprendere Capacità di comprendere la letteratura scientifica inerenti la Biologia molecolare e di svolgere lavori di approfondimento individuale e di gruppo sugli argomenti correlati.

Programma

- L’informazione genetica e le molecole informazionali
Introduzione generale e cenni storici. La struttura chimica del DNA e dell’RNA. La struttura fisica del DNA. Proprietà chimico-fisiche del DNA.
- DNA, RNA e struttura dei geni
La definizione di gene. Regioni codificanti e regolative. Dai geni alle proteine; RNA messaggero, RNA transfer e RNA ribosomiale.
- Organizzazione ed evoluzione dei genomi
Contenuto di DNA e numero di geni. Mutazioni, riarrangiamenti del DNA ed evoluzione dei genomi. I genomi degli organelli. I geni interrotti; gli introni. Il cDNA. Famiglie geniche e duplicazione. DNA ripetitivo.
- Elementi trasponibili
Meccansimi di trasposizione e controllo della trasposizione. Retrovirus e retrotrasposoni. Trasposoni.
- 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.
- 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.
- 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.
- Regolazione dell’espressione genica 1
Promotori batterici. L’operone. Attivatori, repressori, coattivatori. Trasduzione di segnali e sistemi di regolazione a due componenti. Promotori eucariotici. Attivatori, repressori, coattivatori. Espressione genica e modificazioni della cromatina. Meccanismi epigenetici.
- 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.
- 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.

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Jocelyn E. Krebs, Elliott S. Goldstein, Stephen T. Kilpatrick Lewin's Genes XII (Edizione 12) Jones & Bartlett Pub 2017 1284104494
Robert F.Weaver Molecular biology (Edizione 5) McGraw-Hill Education 2011 978-0 073 52532 7
Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, David Morgan, Martin Raff Molecular Biology of the Cell (Edizione 6) Garland Science 2014 0815344643
Nancy Craig, Rachel Green, Carol Greider, Gisela Storz, Cynthia Wolberger, Orna Cohen-Fix Molecular Biology: Principles of Genome Function (Edizione 2) OUP Oxford 2014 0199658579
Harvey Lodish, Chris A. Kaiser, Anthony Bretscher, Angelika Amon, Arnold Berk, Monty Krieger, Hidde Ploegh and Matthew P. Scott Molecular Cell Biology (Edizione 7) Freeman 2012 1464102325
Geoffrey M. Cooper, Robert E. Hausman The cell: a molecular approach (Edizione 6) Sinauer Associates, Inc 2013 978-1-60535-155-1

Modalità d'esame

Esame orale.
La prova d'esame verterà su due domande riguardanti qualunque argomento sviluppato durante il corso e si intenderà superato per risposta positiva ad entrambe.