Biologia molecolare (2019/2020)

Codice insegnamento
4S00800
Crediti
12
Coordinatore
Daniele Guardavaccaro
Settore disciplinare
BIO/11 - BIOLOGIA MOLECOLARE
Lingua di erogazione
Italiano
L'insegnamento è organizzato come segue:
Attività Crediti Periodo Docenti Orario
teoria 9 II semestre Daniele Guardavaccaro

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laboratorio [1° turno] 3 II semestre Daniele Guardavaccaro

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laboratorio [2° turno] 3 II semestre Daniele Guardavaccaro

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Obiettivi formativi

Fornire agli studenti le conoscenze di base dei meccanismi molecolari inerenti la trasmissione, la variazione e l’espressione dell’informazione genetica. Alla fine del corso gli studenti avranno acquisito le nozioni fondamentali per la comprensione dei meccanismi molecolari del funzionamento cellulare in organismi procariotici ed eucariotici.

Programma

TEORIA
DNA E CROMOSOMI
La struttura e la funzione del DNA
Il DNA cromosomico e la sua organizzazione nella fibra cromatinica
La struttura e la funzione della cromatina
La struttura generale dei cromosomi
REPLICAZIONE, RIPARAZIONE E RICOMBINAZIONE DEL DNA
I meccanismi di replicazione del DNA
Le fasi di inizio e terminazione della replicazione del DNA nei cromosomi
La riparazione del DNA
La ricombinazione omologa
Trasposizione e ricombinazione sito-specifica
COME LE CELLULE LEGGONO IL GENOMA: DAL DNA ALLA PROTEINA
Dal DNA all’RNA
Dall’RNA alla proteina
La degradazione delle proteine e il sistema ubiquitina-proteasoma
IL CONTROLLO DELL’ESPRESSIONE GENICA
Il controllo della trascrizione da parte di proteine che legano il DNA sito-specifiche
I regolatori trascrizionali
I meccanismi genetici molecolari che danno origine ai diversi tipi di cellule
I meccanismi alla base della memoria cellulare in piante e animali
I controlli post-trascrizionali
La regolazione dell’espressione genica da parte di non-coding RNA
COME SI STUDIANO LE CELLULE E LE MOLECOLE
L’isolamento e la coltura delle cellule
Analisi e manipolazione del DNA
Lo studio dell’espressione e della funzione genica
LA STRUTTURA DELLE MEMBRANE
Il doppio foglietto lipidico
Le proteine di membrana
IL TRASPORTO DI PICCOLE MOLECOLE ATTRAVERSO LE MEMBRANE
I principi del trasporto di membrana
I trasportatori e il trasporto di membrana attivo
I COMPARTIMENTI INTRACELLULARI E LO SMISTAMENTO DELLE PROTEINE
La compartimentazione cellulare
Il trasporto molecolare tra il nucleo e il citosol
Il reticolo endoplasmatico
I meccanismi molecolari della traslocazione proteica attraverso il reticolo endoplasmatico
IL TRAFFICO INTRACELLULARE DI MEMBRANE
I meccanismi molecolari del trasporto di membrane
Il trasporto tra il reticolo endoplasmatico e l’apparato di Golgi
Il trasporto dal trans-Golgi network ai lisosomi
Il trasporto verso l’interno della cellula dalla membrana plasmatica: l’endocitosi
Il trasporto dal trans-Golgi network verso l’esterno: l’esocitosi
LA TRASDUZIONE DEL SEGNALE
I principi di trasduzione del segnale
La trasduzione del segnale attraverso proteine recettrici legate alla proteina G
La trasduzione del segnale attraverso proteine recettrici catalitiche
Le vie alternative della trasduzione del segnale nella regolazione genica
IL CITOSCHELETRO
La funzione del citoscheletro
L’actina e le proteine che legano l’actina
Miosina e actina
I microtubuli
I filamenti intermedi e le septine
La polarizzazione e la migrazione cellulare
IL CICLO CELLULARE
Una panoramica del ciclo cellulare
Il sistema di controllo del ciclo cellulare
La fase S
La mitosis
La citochinesi
La meiosi
Il controllo della divisione cellulare e della crescita cellulare
LE GIUNZIONI CELLULARI E LA MATRICE EXTRACELLULARE
Le giunzioni tra cellule
La matrice extracellulare animale
Le giunzioni cellula-matrice
IL CANCRO
Il cancro come processo microevolutivo
Oncogeni e geni oncosoppressori
Terapie anti-cancro

Un credito del corso teorico (corrispondente a 8 ore di lezione in aula) sarà riservato alla discussione da parte degli studenti di argomenti scelti dalla letteratura recente in biologia molecolare

PRATICA:
Subclonaggio ed espressione delle proteine:
PCR
Elettroforesi e purificazione del DNA da gel
Purificazione di DNA plasmidico
Digestione con enzimi di restrizione e ligazione
Trasformazione, colony PCR
Espressione di una proteina ricombinante e analisi mediante SDS-PAGE e Western Blotting.

Modalità d'esame

Esame orale. La prova d'esame verterà su tre domande riguardanti qualunque argomento sviluppato durante il corso e si intenderà superato per risposta positiva a tutte e tre.

Testi di riferimento
Attività Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
teoria Jocelyn E. Krebs, Elliott S. Goldstein, Stephen T. Kilpatrick Lewin's Genes XII (Edizione 12) Jones & Bartlett Pub 2017 1284104494
teoria Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, David Morgan, Martin Raff Molecular Biology of the Cell (Edizione 6) Garland Science 2014 0815344643
teoria Nancy Craig, Rachel Green, Carol Greider, Gisela Storz, Cynthia Wolberger, Orna Cohen-Fix Molecular Biology: Principles of Genome Function (Edizione 2) OUP Oxford 2014 0199658579
teoria Arnold Berk, Chris A. Kaiser, Harvey Lodish, Angelika Amon, Hidde Ploegh, Anthony Bretscher, Monty Krieger, Kelsey C. Martin Molecular Cell Biology (Edizione 8) WH Freeman 2016 1464187444
teoria Erik Pierre Molecular Cloning (Edizione 1) Ml Books International 2015 1632394685
teoria Michael R. Green e Joseph Sambrook Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Fourth Edition (Edizione 4) CSHL Press 2012 978-1-936113-42-2
teoria Geoffrey M. Cooper, Robert E. Hausman The cell: a molecular approach (Edizione 6) Sinauer Associates, Inc 2013 978-1-60535-155-1