Ateneo - UPO

Il corso tratta i meccanismi molecolari principali di funzionamento degli acidi nucleici nei procarioti e negli eucarioti: replicazione e trascrizione del DNA, processamento dell' RNA e sintesi proteica.
e delle tecniche di biologia molecolare.

Amaldi et al., Biologia molecolare -3° edizione – Casa Editrice Ambrosiana

Watson et al., Biologia molecolare del gene -7° edizione – Zanichelli

Van Holde e Zlatanova - Zanichelli

Materiali didattici extra distribuiti a lezione e caricati su DIR.

Lewin's GENES XI 11th Edition
Jocelyn E. Krebs (Autore)

Comprendere come funziona il genoma umano
Il corso tratta i meccanismi molecolari principali di funzionamento degli acidi nucleici nei procarioti e negli eucarioti: replicazione e trascrizione del DNA, il processamento dell’RNA e la sintesi proteica.
Tutte queste conoscenze sono indispensabili per comprendere a livello molecolare i principi della genetica, dell’evoluzione biologica, le cause delle patologie genetiche e le tecniche di manipolazione dei geni utilizzate nelle biotecnologie

Concetti base di chimica generale; chimica organica, biochimica, biologia cellulare e genetica.

- Lezioni frontali
- Lezioni pratiche di laboratorio
- PowerPoint con audio.
- JoVE Science video.

Il docente risponde solo alla e-mail firmate e provenienti dal dominio: nome.cognome@uniupo.it.

Causa situazione sanitaria epidemica al momento le attività di laboratorio inizialmente previste sono momentaneamente sospese.
In alternativa vi sarà un'uscita in campo organizzata con tour virtuale presso un ente di ricerca esterno.

Se la situazione sanitaria sarà ripresa in sicurezza la partecipazione alle esercitazioni sarà consentita ad un numero ristretto di studenti secondo modalità diverse dalle precedenti. La non partecipazione alle lezioni pratiche non pregiudicherà il superamento dell'esame finale.

Il corso di Biologia Molecolare I prevede un unico esame di valutazione finale. L'esame ha come obiettivo di verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti riportati nel programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. L’esame prevede il superamento di una prova scritta della durata di 120 minuti e consiste in domande a risposta multipla (28-29) e una domanda a risposta aperta. La risposta alla domanda aperta verrà giudicata sia per il contenuto che per la proprietà di linguaggio ed il punteggio massimo attribuito sarà 3. La valutazione complessiva è espressa in trentesimi (voto minimo 18) e terrà conto delle votazioni parziali conseguite nelle singole domande. Durante la prova non è permesso consultare alcun tipo di materiale.

ACIDI NUCLEICI
- Storia della biologia molecolare
- Gli acidi nucleici. Struttura del DNA. La topologia del DNA.
- La replicazione del DNA. Le DNA polimerasi. Il replisoma e i suoi componenti.
- La topoisomerasi I e suo meccanismo d'azione. I telomeri.
- La mutabilità del DNA. Il meccanismo di correzione delle bozze. Riparo del DNA.
- Meccanismi di reversione, escissione, “mismatch-repair” e per ricombinazione. La trasposizione del DNA.
- La cromatina, il nucleosoma e gli istoni.
- Epigenetica.
TRASCRIZIONE DEL DNA
- Le RNA polimerasi dei procarioti. L'unità trascrizionale procariote. Il concetto di gene. - Regolazione della trascrizione nei procarioti. Il promotore e il terminatore. L’operone.
- Le RNA polimerasi degli eucarioti. L'unità trascrizionale eucariote.
- Regolazione dell’inizio della trascrizione negli eucarioti. Fattori di trascrizione generali e complesso d’inizio.
- Modificazioni post-trascrizionali. Introni e “splicing”. Splicing differenziale.
- RNA catalitico. RNA “editing”.
- Controllo genico negli eucarioti. Attivatori e repressori della trascrizione e meccanismi del controllo trascrizionale.
- Controllo epigenetico dell'espressione genica.
TRADUZIONE
- Le fasi della traduzione. Il codice genetico. - Il DNA ribosomiale. Struttura del ribosoma.
- tRNA e sua struttura. Aminoacil-tRNA sintetasi. Il riconoscimento codone-anticodone "Vacillamento".
- Formazione del complesso di inizio della traduzione. IF, allungamento della catena aminoacidica EF. Terminazione della sintesi proteica.
- Principali modificazioni post-traduzionali delle proteine.
TECNICHE DI BIOLOGIA MOLECOLARE - DNA ricombinante, enzimi di restrizione, vettori di espressione.
- Costruzione e screening di genoteche. Organismi transgenici.
- Souther, Northen e Western Blot.
- Sequenziamento del DNA.
- Tecniche di PCR (Real time PCR etc.).
- Ricerca di mutazioni: tecniche di biologia molecolare di primo livello.
- RNA “interference”.
- Modificazioni del genoma mediante CRISPR/Cas9.

Lo studente dovrà mostrare la conoscenza e la comprensione dei meccanismi molecolari che presiedono alla duplicazione del DNA, alla trascrizione dell’ RNA e alla sintesi proteica nei sistemi procarioti ed eucarioti. Dovrà mostrare di aver sviluppato capacità di interpretare il concetto di gene e di espressione genomica. Parallelamente dovrà essere in grado di valutare schemi e meccanismi dei Ogni partecipante al corso dovrà maturare la capacità di analizzare in senso critico protocolli e dati sperimentali riguardanti il funzionamento del genoma e conoscere e/o riconoscere l’applicazione di queste conoscenze nell'ambito delle recenti applicazioni biomolecolari nella ricerca di base ed in diagnostica. Parallelamente lo studente dovrà saper relazionare con il linguaggio scientifico specifico della biologia molecolare, in forma sia orale che scritta, quanto appreso. Il raggiungimento di tali traguardi sarà valutato anche in termini di padronanza del materiale didattico per lo sviluppo di un ragionamento critico sulla biologia molecolare.
Auspicabile sarebbe arrivare ad ottenere un’autonomia nell'approfondimento di alcuni argomenti trattati mediante la lettura di articoli scientifici e la navigazione di siti internet dedicati alla materia d’esame.