Ateneo - UPO

Nella prima parte del Corso verranno approfonditi argomenti quali la descrizione della struttura degli acidi nucleici e l'organizzazione dei genomi. Nella seconda parte del corso verranno descritti i meccanismi molecolari responsabili della replicazione e del mantenimento dei genomi, con particolare enfasi sui meccanismi di riparazione del materiale genetico. Seguirà la descrizione dei meccanismi necessari ad esprimere l'informazione contenuta nei genomi: la trascrizione e le sue regolazioni, la maturazione dei trascritti, la traduzione e le sue regolazioni, la diversificazione delle proteine mediante modificazioni post-traduzionali, focalizzando l'attenzione sui sistemi eucariotici. Verrà infine fornita una panoramica dei sistemi e delle tecnologie di base per lo studio della biologia molecolare.

- Amaldi F et al. "Biologia Molecolare"; Casa Editrice Ambrosiana; ISBN: 9788808185181
Full paper e monografie suggerite di volta in volta dal Docente. Il materiale non coperto da diritti d'autore e prodotto dal Docente (utilizzato a supporto delle lezioni in aula) verrà messo a disposizione di studentesse e studenti al termine delle lezioni riferite a ciascun macro-argomento e andrà inteso come spunto per ulteriori approfondimenti.

Il Corso di Biologia Molecolare si propone di fornire una visione aggiornata di una disciplina che, forse più di altre, rappresenta un territorio di integrazione e di contaminazione di saperi e di conoscenze in ambito biologico, con profonde ricadute in campo medico, sanitario e biotecnologico. Al termine del Corso studentesse e studenti dovranno aver acquisito la conoscenza dettagliata dei meccanismi molecolari fondamentali che, agendo in maniera finemente coordinata, sono responsabili dell'espressione dell'informazione contenuta nei genomi in condizioni fisiologiche e patologiche.

Si richiede una adeguata conoscenza della biologia della cellula e della biochimica generale

Didattica frontale (lezioni).
Durante le lezioni si farà anche uso di materiale audio/video pubblicamente accessibile (in inglese).

Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studenti-disabili-e-dsa

Le studentesse e gli studenti con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare la/il docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.

Esame scritto. Il primo esercizio si compone di 12 domande, ciascuna costituita da 3 affermazioni che devono essere giudicate vere o false; nel caso in cui la studentessa/lo studente ritenga "falsa" un'affermazione, dovrà giustificare brevemente il motivo della sua scelta (punteggi: 3 risposte corrette a tutte e tre le affermazioni=1 punto; ogni risposta corretta alla singola affermazione=0.25 punti; max 12 punti). Nel secondo esercizio si chiede di descrivere sinteticamente un meccanismo molecolare coinvolto in un processo biologico (e.g., un pathway di ricombinazione o il meccanismo di un enzima) (max. 6 punti). Il terzo esercizio consiste in una domanda a risposta aperta, intesa a verificare la capacità di contestualizzare, elaborare ed integrare le nozioni apprese, sia di tipo "teorico" che "applicativo", utilizzando la corretta terminologia (max. 14 punti). Perché il test sia valido la studentessa/lo studente dovrà raggiungere un punteggio minimo in tutte e 3 le parti in cui si articola l'esame (1° esercizio=6 pt; 2° esercizio=4 pt; domanda aperta =6 pt).

Gli acidi nucleici: dettagli molecolari della struttura di DNA ed RNA. Le topoisomerasi. Genomi: struttura di genomi procariotici ed eucariotici. Gli elementi mobili: i trasposoni. Il DNA mitocondriale. La replicazione del DNA: dettagli molecolari del macchinario di replicazione in E. coli e nella cellula eucariotica prototipica: analogie e differenze. Le tappe della replicazione. Meccanismo d'azione e ruolo delle telomerasi. Controllo della replicazione durante la progressione del ciclo cellulare. Le mutazioni e gli agenti in grado d'indurre stress genotossico. I meccanismi di restauro delle lesioni al DNA. Meccanismi di aggiramento della lesione. Reversione diretta del danno. Percorsi di riparazione del danno al DNA a più passaggi: Base Excision Repair (BER), Nucleotide Excision Repair (NER) e mismatch-repair (MMR) nei procarioti e negli eucarioti. Il restauro delle interruzioni a doppio filamento sul DNA (double strand break, DSB) mediante ricombinazione omologa (HR) e non-homologous end joining (NHEJ). Le vie di segnalazione in risposta al danno sul DNA. La trascrizione in E. coli, organismo modello della biologia degli eubatteri. Meccanismo di regolazione dell'operone Lac e dell'operone triptofano. La trascrizione negli eucarioti: struttura/funzione delle RNA polimerasi eucariotiche e descrizione dei promotori trascrizionali; modelli d'inizio della trascrizione e regolazione del fenomeno. Fattori di trascrizione basali, attivatori, repressori, co-attivatori e co-repressori. Enhancers ed isolatori. La modificazione degli istoni nella regolazione dell'espressione dei geni. I complessi di rimodellamento della cromatina e loro ruolo nella trascrizione. La maturazione dei trascritti: rRNA, tRNA, miRNA. La maturazione degli mRNA: dettagli molecolari dei fenomeni del capping, dello splicing mediato da spliceosome e della poliadenilazione. Splicing alternativo e sue regolazioni. Trasporto nucleo-citoplasmatico di macromolecole. La sintesi proteica: concetti di base e descrizione dei meccanismi di regolazione della traduzione negli eucarioti. I livelli di controllo della sintesi proteica, con particolare enfasi sulla stabilità dei messaggeri ed accessibilità del ribosoma ai trascritti. Esempi di meccanismi di controllo della qualità dei messaggeri durante la traduzione: nonsense mediated decay e non-stop mediated decay. Meccanismi di controllo della stabilità dei messaggeri mediati da RNA regolatori. I miRNA. Le modificazioni post-traduzionali: dettagli sui meccanismi molecolari dell'ubiquitinazione e della sumoilazione. 8 ore di lezione saranno dedicate a fornire una panoramica di tecniche utilizzate in biologia molecolare: sottoclonaggio, PCR, sequenziamento, silenziamento genico.

Alla fine del corso, studentesse e studenti avranno acquisito conoscenza e comprensione degli argomenti trattati e sviluppato la capacità di applicare tali conoscenze in modo autonomo, nell'affrontare argomenti nuovi, focalizzati sugli aspetti molecolari della biologia della cellula. Nel dettaglio conosceranno e saranno in grado di comprendere: a) la composizione e l'organizzazione strutturale degli acidi nucleici e dei genomi; b) i dettagli dei meccanismi molecolari responsabili della trasmissione dell'informazione genica e dell'espressione dei geni nei tempi e nei modi corretti; c) i principali livelli di integrazione di questi fenomeni; e d) le principali conseguenze di un malfunzionamento/de-regolazione di questi fenomeni. Studentesse e studenti potranno quindi applicare le conoscenze acquisite ad altri ambiti quali a) la comprensione delle basi molecolari delle malattie, b) la comprensione del meccanismo di azione di farmaci a piccola molecola o biotecnologici diretti contro funzioni che agiscono nel mantenimento del genoma e nell'espressione genica, e c) i principi alla base di alcuni metodi d'indagine molecolare in campo biomedico. Allenate/i ad integrare le conoscenze precedentemente acquisite in altri corsi (e.g. Biochimica, Biologia generale) nella descrizione dei fenomeni illustrati, saranno capaci di applicare lo stesso metodo allo studio di altre discipline (e.g. Farmacologia), che affronteranno in momenti successivi del loro percorso di Studi e saranno in grado di comunicare nozioni e concetti appresi usando la terminologia appropriata.