Biologia molecolare (2018/2019)

Codice insegnamento
4S004476
Docente
Stefano Capaldi
Coordinatore
Stefano Capaldi
crediti
6
Settore disciplinare
BIO/11 - BIOLOGIA MOLECOLARE
Lingua di erogazione
Italiano
Periodo
II semestre dal 4-mar-2019 al 14-giu-2019.

Orario lezioni

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Obiettivi formativi

Biologia Molecolare

Obiettivo del corso 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.



Gli studenti acquisiranno conoscenza delle strutture fondamentali dei sistemi biologici, interpretati in chiave molecolare e cellulare; e dei principali aspetti riguardanti i meccanismi inerenti la trasmissione, la variazione e l’espressione dell’informazione contenuta nel genoma di procarioti ed eucarioti.



Gli studenti che avranno seguito il corso con profitto saranno in grado di comprendere le basi genetiche della vita; applicare le conoscenze acquisite per utilizzare ed eventualmente sviluppare strumenti bioinformatici per lo studio della relazione tra struttura e funzione delle macromolecole biologiche e le strategie di regolazione delle loro funzioni. Al termine del corso sapranno leggere e comprendere testi, anche avanzati di biologia ed avranno acquisito le basi di biologia molecolare per affrontare un percorso formativo (anche di livello magistrale) sia biotecnologico sia bioinformatico.

Programma

Programma del corso:
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.

Il materiale didattico utilizzato nelle lezioni frontali è disponibile sulla piattaforma e-learning dell’insegnamento.

Testi consigliati:
Lewin, Il Gene -- edizione compatta, Zanichelli
Cox, Biologia Molecolare, Zanichelli
Watson, Biologia molecolare del gene, Zancihelli

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Michael Cox Biologia Molecolare Zanichelli 2013
WATSON James D , BAKER Tania A , BELL Stephen P , GANN Alexander , LEVINE Michael , LOSICK Richard Biologia molecolare del gene (Edizione 7) Zanichelli 2015 978-88-08-36480-7
LEWIN Benjamin IL GENE Edizione compatta Zanichelli 2006 978-8808-06877-4

Modalità d'esame

L'esame consiste in una prova scritta contenente domande a risposta multipla.

Opinione studenti frequentanti - 2017/2018