Ateneo - UPO

Il corso si propone di fornire i fondamenti della replicazione e trascrizione del DNA, dei meccanismi della traduzione e delle tecniche di biologia molecolare.

- Watson et al., Biologia molecolare del gene” 7° edizione. Zanichelli
- Amaldi et al., Biologia Molecolare 3° edizione. Casa Editrice Ambrosiana
- Lewin, B. "Il Gene X". Zanichelli
- Albertz et al., Biologia Molecolare della Cellula. Zanichelli
- Materiale distribuito durante le lezioni

Lo studente acquisisce: 1) Conoscenza e padronanza a) dei meccanismi molecolari alla base della duplicazione del DNA, della trascrizione e della traduzione in cellule eucariotiche e procariotiche e b) delle tecniche di base di biologia molecolare. 2) Abilità nell’utilizzare le conoscenze acquisite a corsi di fisiologia, di patologia generale e di altri corsi più specialistici, anche pratici, che prevedono una conoscenza a livello molecolare dei processi biologici che coinvolgono DNA, RNA e proteine. Grazie all’attività pratica, di gestire autonomamente le principali tecniche di base impiegate per l'estrazione del DNA, la sua amplificazione a mezzo PCR e la successiva analisi elettroforetica. 3) Abilità comunicative nella conoscenza ed utilizzo di un lessico appropriato in relazione agli argomenti trattati durante il corso.

Il docente sconsiglia di affrontare lo studio della materia senza le opportune basi colturali fornite dalla chimica generale, dai fondamenti di istologia embriologia e anatomia funzionale, dalla genetica I e dai principi di biochimica A e B. Lo studente dovrebbe inoltre avere un’adeguata proprietà di linguaggio e padronanza scientifica.

Lezione frontale in aula, esercitazioni in aula ed esperienza pratica in laboratorio.

Le diapositive proiettate dal docente durante la lezione sono disponibili nella sezione DIR (Biologia Molecolare I). Il docente darà informazioni dettagliate riguardanti l’organizzazione temporale (giorni e orario) della parte di laboratorio. Per accedere al laboratorio è necessario frequentare 70% della parte teorica del corso (lezioni in aula). Al termine di ogni esperienza di laboratorio i risultati ottenuti verranno discussi ed analizzati. Il docente risponde solo alla e-mail firmate e provenienti dal dominio nome.cognome@uniupo.it.

Obiettivo della prova di esame consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento di tutti gli argomenti riportati nel programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. L’esame prevede una prova scritta che consiste in domande a risposta multipla e aperte.
Durante la prova non è permesso consultare alcun tipo di materiale.

La Replicazione del DNA. Gli acidi nucleici. Le DNA polimerasi. La topologia del DNA. Struttura e meccanismo d'azione. Il replisoma e i suoi componenti. Il meccanismo di correzione delle bozze. La topoisomerasi I e suo meccanismo d'azione. Il danno del DNA. Restauro del DNA. Meccanismi di reversione, escissione, “mismatch-repair” e per ricombinazione. La trasposizione del DNA. La cromatina, il nucleosoma e gli istoni. La trascrizione del DNA. Le RNA polimerasi procariore ed eucariote. L'unita' trascrizionale procariote ed 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 molecolari del controllo trascrizionale. RNA interference. I meccanismi della traduzione. Il DNA ribosomiale. Struttura del ribosoma. Il codice genetico. tRNA e sua struttura. AAtRNA sintetasi e suo meccanismo d'azione. Il riconoscimento codone-anticodone "Vacillamento". Formazione del complesso di inizio della traduzione. IF e loro regolazione. Allungamento della catena ed EF. Terminazione della sintesi proteica. Principali modificazioni post-traduzionali delle proteine. La rivoluzione CRISPR. Le scienze omiche: genomica, transcrittomica e proteomica.
Laboratorio di Biologia Molecolare (principi teorici).
Clonaggio di DNA ricombinante ed enzimi di restrizione. Vettori di clonaggio e di espressione. Costruzione e screening di genoteche. Tecniche di analisi degli acidi nucleici. Sequenziamento del DNA e tecniche di PCR (end-point e quantitativa).
Esercitazioni in laboratorio.
Preparazione di DNA plasmidico, taglio del DNA con enzimi di restrizione e analisi su gel di agarosio. PCR end-point e corsa elettroforetica.

Lo studente: 1) Conoscenza e comprensione: conoscerà i meccanismi molecolari alla base della duplicazione del DNA, della trascrizione e della traduzione in cellule eucariotiche e procariotiche e b) delle tecniche di base di biologia molecolare. 2) Abilità: sarà in grado di utilizzare le conoscenze in tutte le discipline che richiedono conoscenze riguardanti i meccanismi molecolari della duplicazione e trascrizione del DNA e della traduzione in cellule eucariotiche e procariotiche. Inoltre le basi teoriche delle tecniche di biologia molecolare lo faciliteranno nelle attività di laboratorio che prevedono l’utilizzo di tali tecniche. Inoltre l'attività pratica renderà lo studente capace di gestire autonomamente le principali tecniche di base impiegate per l'estrazione del DNA, la sua amplificazione a mezzo PCR e la successiva analisi elettroforetica. 3) Autonomia di giudizio: acquisterà la capacità di analizzare con senso critico gli elementi legati ai meccanismi molecolari che stanno alla base della duplicazione del DNA, della trascrizione e della traduzione in cellule eucariotiche e procariotiche e b) delle tecniche di base di biologia molecolare. 4) Abilità comunicative: avrà padronanza di un lessico relativo i meccanismi molecolari della cellula. 5) Capacità di apprendimento: acquisirà la capacità di utilizzare il materiale didattico fornito per uno studio critico e ragionato degli argomenti trattati ed inoltre sarà in grado di approfondire ed aggiornare in maniera autonoma, tramite lettura di testi ed articoli scientifici problematiche correlati a tutti gli argomenti trattati durante il corso.