Ateneo - UPO

Il corso si propone di fornire i fondamenti della replicazione, riparazione e trascrizione del DNA, i meccanismi molecolari della traduzione e della regolazione dell’espressione genica in procarioti ed eucarioti, nonché una panoramica approfondita delle principali tecniche metodologiche e biotecnologiche di biologia molecolare.

- Watson J.D. et al., "Biologia molecolare del gene”, Zanichelli, 8° edizione italiana. - Alberts B. et al., "Biologia Molecolare della Cellula", Zanichelli, 7° edizione italiana. - Amaldi F. et al., "Biologia Molecolare", Casa Editrice Ambrosiana, 3° edizione. - Allison L.A., "Fondamenti di biologia molecolare", Zanichelli, 2° edizione italiana.

La studentessa/lo studente acquisisce: 1) Conoscenza e padronanza dei meccanismi molecolari alla base della duplicazione del DNA, della trascrizione e della traduzione in cellule eucariotiche e procariotiche e 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, esperienza delle principali tecniche di base impiegate per l'estrazione dell'RNA, l'amplificazione a mezzo RT-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 culturali fornite dalla chimica generale, dai fondamenti di istologia embriologia e anatomia funzionale, dalla genetica I e dai principi di biochimica A e B. La studentessa/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 esercitazione in aula e di laboratorio. Per accedere al laboratorio è obbligatorio frequentare la lezione propedeutica dedicata. Al termine dell'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. 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 ed in merito agli aspetti didattici.

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 (22 domande, 1 punto cad.) e aperte (2 domande, 5 punti cad.). La prova si ritiene superata con un punteggio maggiore o uguale a 18 punti. Durante la prova non è permesso consultare alcun tipo di materiale.

Gli acidi nucleici, struttura chimica e fisica. La topologia del DNA. La cromatina, il nucleosoma e gli istoni. La Replicazione del DNA in procarioti ed eucarioti. Le DNA polimerasi: struttura e meccanismo d'azione. Il replisoma e i suoi componenti. Il meccanismo di correzione delle bozze. Le topoisomerasi e i loro meccanismi d'azione. Il danno del DNA e relative vie di riparazione: reversione, escissione, “mismatch-repair” e ricombinazione. Telomeri e telomerasi. La trascrizione del DNA in procarioti ed eucarioti. Le RNA polimerasi. 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. Maturazione degli mRNA eucariotici. RNA catalitico. RNA editing. Controllo dell'espressione genica negli eucarioti. Attivatori e repressori della trascrizione e meccanismi molecolari del controllo trascrizionale. L'interferenza ad RNA. I meccanismi della traduzione in procarioti ed eucarioti. L'RNA ribosomiale e la struttura del ribosoma. Il codice genetico. tRNA e sua struttura. AAtRNA sintetasi e suo meccanismo d'azione. Il riconoscimento codone-anticodone, il 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. Laboratorio di Biologia Molecolare (principi teorici). Clonaggio di DNA ricombinante: enzimi di restrizione, ligasi, trasformazione batterica. Vettori di clonaggio e di espressione. Costruzione e screening di genoteche. Tecniche di analisi degli acidi nucleici e delle proteine. Sequenziamento del DNA e tecniche di PCR (end-point e quantitativa). Esercitazioni in laboratorio: Estrazione di RNA, RT-PCR end-point e corsa elettroforetica su gel.

1) Conoscenza e comprensione: la studentessa/lo studente conoscerà a) 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: la studentessa/lo studente 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 ne prevedono l’utilizzo. Inoltre l'attività pratica renderà lo studente familiare con le principali tecniche di base impiegate per l'estrazione dell'RNA, la sua amplificazione a mezzo PCR e la successiva analisi elettroforetica. 3) Autonomia di giudizio: la studentessa/lo studente 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: la studentessa/lo studente avrà padronanza di un lessico relativo i meccanismi molecolari della cellula. 5) Capacità di apprendimento: la studentessa/lo studente 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.