Struttura e funzione dei genomi (2018/2019)

Codice insegnamento
4S000870
Docente
Marzia Rossato
Coordinatore
Marzia Rossato
crediti
6
Settore disciplinare
BIO/18 - GENETICA
Lingua di erogazione
Italiano
Periodo
I semestre dal 1-ott-2018 al 31-gen-2019.

Orario lezioni

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Obiettivi formativi

Il corso introduce alla struttura ed alle funzioni contenute nei genomi sia dei procarioti che degli eucarioti. La genomica strutturale che si è sviluppata in seguito alle opportunità di sequenziamento massale, assemblaggio di enormi base di dati ottenuti, comparazione dei genomi assemblati, annotazione delle principali caratteristiche e sequenze ivi contenute, predizione genica e classificazione delle porzioni non codificanti, elementi trasponibili e retrotrasposoni.

Il corso approfondisce ulteriori competenze nella mappatura dei genomi, sia fisica che genetica. Fornisce conoscenze sui metodi per lo sviluppo di marcatori e mappe molecolari, nello specifico introduce nell’utilizzo delle informazioni genetiche e molecolari alla interpretazione dei dati di sequenza ed il loro utilizzo nell’assemblaggio e nella comprensione della struttura del genoma e delle informazioni ivi contenute. Introduce alla annotazione dei genomi e alla critica analisi delle predette funzioni geniche. È prevista inoltre una introduzione alle analisi epigenetiche ed epigenomiche.

Il corso introduce infine ai maggiori progetti genoma, dal genoma umano ad oggi, in particolare ai genomi batterici, fungini e vegetali. Casi studio verranno presentati e una lettura critica con presentazioni delle strategie adottate nel sequenziamento dei genomi delle principali colture di interesse agrario, dai cereali alle piante industriali, dalle piante modello alle piante da frutto. Infine il corso prevede una introduzione alla metagenomica, ai progetti più significativi dagli studi degli oceani agli habitat estremi.

Programma

MAPPATURA DEI GENOMI
- Mappe genetiche e fisiche
- Marcatori molecolari
- Metodi per la generazione di mappe fisiche e mappe ottiche

SEQUENZIAMENTO DEI GENOMI
- Sequenziamento Sanger
- Metodi di sequenziamento di seconda generazione
- Metodi di sequenziamento di terza generazione
- Approcci gerarchico e shot-gun per il sequenziamento e l’assemblaggio del genoma
- Risequenziamento e sequenziamento di regioni target
- Progetti genoma - esempi

ANNOTAZIONE DEI GENOMI
- Predizione genica ab initio
- RNA-sequencing
- Annotazione guidata da evidenze sperimentali
- Browsers genomici

GENOMI EUCARIOTICI
- Organizzazione genomica e genetica dei genomi eucariotici
- Famiglie di geni
- geni non codificanti e pseudogeni
- Elementi ripetuti

GENOMI DI PROCARIOTI E ORGANELLI EUCARIOTICI
- Caratteristiche fisiche e genetiche dei genomi procariotici
- Il genoma di Escherichia coli K-12
- Pangenoma batterico
- Genomi degli organelli eucariotici
- Metagenomica

GENOMI VIRALI ED ELEMENTI TRASPONIBILI
- Genomi di batteriofagi e virus eucariotici
- Elementi genici trasponibili

EPIGENOMICA
- Organizzazione del DNA nel nucleo
- Modificazioni istoniche e rimodellamento della cromatina
- Metilazione del DNA
- Metodi per l'analisi di marcatori epigenetici

ESPRESSIONE DEL GENOMA NELLA CELLULA E NELL’ORGANISMO
- Risposta del genoma a segnali extra-cellulari
- Variazioni del genoma nel differenziamento cellulare e nello sviluppo dell’organismo

EVOLUZIONE DEI GENOMI
- I primi genomi
- Evoluzione dei genomi complessi
- I genomi di oggi e la loro diversità

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Brown Genomes 4 (Edizione 4) Taylor & Francis 2017 978-0-8153-4508-4

Modalità d'esame

L'acquisizione degli argomenti trattati dal corso verrà verificata attraverso una prova scritta con do-mande aperte. Il voto verrà espresso in trentesimi.

Opinione studenti frequentanti - 2017/2018