Genomi, informazione genetica e sua espressione in organismi procariotici ed eucariotici (2004/2005)

Corso a esaurimento

Codice insegnamento
4S00198
Docente
Angelo Spena
crediti
5
Settore disciplinare
BIO/04 - FISIOLOGIA VEGETALE
Lingua di erogazione
Italiano
Sede
VERONA
Periodo
1° sem dal 4-ott-2004 al 24-gen-2005.

Orario lezioni

Obiettivi formativi

Il corso mira a fornire una visione generale dell’informazione genetica del vivente, della sua organizzazione nel genoma e dei meccanismi funzionali del genoma. La parte specialistica del corso è dedicata allo studio dei meccanismi molecolari dell’RNAinterference ed all’uso dell’RNA interference (o RNA silencing) nell’analisi funzionale del genoma.

Programma

Il genoma ed il suo stato. Dalla Sequenza del DNA all’epigenoma.
Struttura della Cromatina. DNA e proteine. Controllo della struttura della cromatina. Proteine istoniche e non istoniche. Istoni e modificazioni istoniche.
L’informazione genetica dei genomi e la sua organizzazione. Geni e famiglie geniche. Sequenze uniche e ripetute. Genoma, trascrittoma, proteoma. Regioni codificanti e non codificanti. Elementi genetici a significato regolativo (es. promotore, enhancer, silencer, insulator, terminatore della trascrizione).
Genomica funzionale e funzione genica. Aspetti generali.

I. Genomi e l’analisi funzionale del genoma per RNA interference
1. Il silenziamento genico trascrizionale e post-trascrizionale
Definizione e significato biologico del silenziamento genico. SiRNA ed RNA interference (RNAi).
Scoperta dell’RNAi. RNA induttori ed RNA effettori dell’RNAi. Meccanismi dell’RNAi. Componenti dell’RNAi: Dicer, Drosha, RISC, RISC loading complex, Slicer, RNApolimerasi RNAdipendenti, proteine Argonauta, RITS. Diffusione sistemica e transitività dell’RNA interference.
2. Funzioni dell’RNAi. Difesa da acidi nucleici esogeni. Eterocromatina e RNAi. Differenziazione, sviluppo ed RNAi.
3. miRNA, siRNA. Struttura, biogenesi, meccanismi di azione.
4. Asimmetricità e “loading” degli siRNA nel complesso RISC.
5. Virus e Geni soppressori dell’RNAi.
6. Meccanismi di regolazione a feed-back dell’RNAinterference.
7. Off-target gene regulation ed RNAinterference
8. RNA interference e la nuova genetica: utilizzo dell’RNAi nello studio dei genomi eucariotici (Caenorabditis, Drosophila, piante, uomo).

II. Struttura dell’Eterocromatina ed evoluzione del genoma.
Eterocromatina ed informazione genetica: espressione genica, ricombinazione, segregazione dei cromosomi.
Regioni eterocromatiniche. Componenti dell’Eterocromatina. Formazione dell’eterocromatina.
Elementi genetici mobili, DNA ripetuto ed eterocromatina.Distribuzione degli elementi mobili nel genoma.
Epigenoma e RNAi. Metilazione del DNA, codice istonico e lo stato del genoma. “Modelling” della cromatina.

III. Genomi eucariotici.
Ordine genico e domini dinamici nei genomi eucariotici. Variazioni a significato regolativo nelle regioni “cis-acting” del genoma umano. Evoluzione e distribuzione di siti di regolazione della RNA polimerasi da parte di elementi Alu. Mutazioni da retrotrasposoni e genomi vegetali (es. Vitis vinifera). Genomi e tratti quantitativi in pomodoro e drosofila.
Genomi procariotici.
Riflessioni sulla sequenza di alcuni genomi procariotici: Legionella pneumophila.
“Riboswitch” e controllo dell’espressione genica nei procarioti.
Circuiti genetici e ciclo cellulare in Caulobacter.
Genomi virali
Riflessioni sulla sequenza del genoma di un virus simbiotico (Polydnavirus) e di un mega-genoma virale (Mimivirus).

Modalità d'esame

Orale

Materiale didattico

Documenti