Attività | Crediti | Periodo | Docenti | Orario |
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teoria | 9 | II sem. | Massimiliano Perduca | |
laboratorio [1° turno] | 3 | II sem. | Massimiliano Perduca | |
laboratorio [2° turno] | 3 | II sem. | Massimiliano Perduca |
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.
Teoria:
-> L’informazione genetica e le molecole informazionali
Introduzione generale e cenni storici. La struttura chimica del DNA e dell’RNA. La struttura fisica del DNA. Proprietà chimico-fisiche del DNA.
->Tecniche di Biologia Molecolare
Elettroforesi in gel di agarosio. L’ibridazione. La reazione a catena della polimerasi (PCR). Le endonucleasi di restrizione. Il clonaggio e il sub-clonaggio. Sistemi per l’espressione genica.
-> DNA, RNA e struttura dei geni
La definizione di gene. Regioni codificanti e regolative. Dai geni alle proteine; RNA messaggero, RNA transfer e RNA ribosomiale.
-> Organizzazione ed evoluzione dei genomi
Contenuto di DNA e numero di geni. Mutazioni, riarrangiamenti del DNA ed evoluzione dei genomi. I genomi degli organelli. I geni interrotti; gli introni. Il cDNA. Famiglie geniche e duplicazione. DNA ripetitivo.
-> Elementi trasponibili
Meccansimi di trasposizione e controllo della trasposizione. Retrovirus e retrotrasposoni. Trasposoni.
-> Cromatina e cromosomi
I nucleosomi; istoni e loro modificazioni. Livelli superiori di organizzazione della cromatina. Eterocromatina ed eucromatina. I cromosomi eucariotici, i telomeri e i centromeri.
-> Replicazione del DNA
Le DNA polimerasi. Attività di proofreading delle DNA polimerasi. Il meccanismo di replicazione nei batteri e negli eucarioti.
-> Introni e RNA splicing
Caratteristiche degli introni spliceosomali. Lo spliceosoma e il meccanismo di splicing. Splicing alternativo e trans-splicing. Altri tipi di introni: introni del gruppo I e II e gli introni dei tRNA. Movimento degli introni. RNA editing. Ribozimi e riboswitch.
-> Mutazione e riparazione del DNA
Mutazioni spontanee e mutazioni causate da agenti mutageni fisici e chimici. Sistemi di riparazione pre-replicativi e post-replicativi. Ricombinazione nelle cellule del sistema immunitario. Cenni sulla ricombinazione omologa.
-> Regolazione dell’espressione genica 1
Promotori batterici. L’operone. Attivatori, repressori, coattivatori. Trasduzione di segnali e sistemi di regolazione a due componenti. Promotori eucariotici. Attivatori, repressori, coattivatori. Espressione genica e modificazioni della cromatina. Meccanismi epigenetici.
-> Gli RNA e la trascrizione
I diversi tipi di RNA: sintesi e maturazione. RNA polimerasi batterica. I fattori sigma. Le RNA polimerasi eucariotiche. mRNA eucariotici: capping, poliadenilazione , trasporto nel citoplasma. Il processo di trascrizione nei batteri e negli eucarioti.
-> Traduzione
I ribosomi. Struttura e funzione del tRNA. Sintesi degli aminoacil-tRNA. Inizio della traduzione nei batteri e negli eucarioti. Sintesi della catena polipeptidica e terminazione della traduzione. Regolazione della traduzione.
-> Localizzazione delle proteine.
Un credito del corso teorico (corrispondente a 8 ore di lezione in aula) sarà riservato alla discussione da parte degli studenti di argomenti di rilevante interesse o ritenuti di frontiera nell’ambito dell’insegnamento.
Teoria Connessa al Laboratorio Didattico:
-> Isolamento di acidi nucleici: concetti base, comparazione di metodi di estrazione, problematiche inerenti all’estrazione.
-> Elettroforesi di acidi nucleici su gel di agarosio e poliacrilammide, gel denaturanti e non denaturanti, elettroforesi pulsata.
-> Quantificazione spettrofotometrica degli acidi nucleici.
-> PCR
1. Definizione.
2. Miscela di reazione: efficienza, specificità, fedeltà.
3. Ciclo di PCR. Numero finale di molecole target.
4. Amplificazione del prodotto corretto: visualizzazione e analisi dei prodotti di PCR, come evitare le contaminazioni (Uracil N-glycosylase; UV; trattamento enzimatico), hot start, nested PCR.
5. Tecniche e applicazioni: 5’RACE-PCR e 3’RACE-PCR, RT-PCR, PCR mutagenesi (delezione di sequenze, sostituzione di basi, inserzione di sequenze), modificazione di prodotti di PCR (aggiunta di promotori, ribosome-binding site, siti di restrizione), unione di prodotti di PCR sovrapposti “overlapping”, PCR quantitativa.
Esperienze Pratiche:
Subclonaggio ed espressione proteica:
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 Blot.
Colloquio orale.
La prova d'esame verterà su tre domande riguardanti qualunque argomento sviluppato durante il corso e si intenderà superato per risposta positiva ad entrambe.
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 7) | Garland Science | 2017 | 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 | Harvey Lodish, Arnold Berk, Chris A. Kaiser, Monty Krieger, Anthony Bretscher, Hidde Ploegh, Angelika Amon, Kelsey C. Martin | Molecular Cell Biology (Edizione 8) | Macmillan | 2016 | 9781464187445 | |
laboratorio | Erik Pierre | Molecular Cloning (Edizione 1) | Ml Books International | 2015 | 1632394685 | |
laboratorio | Michael R. Green e Joseph Sambrook | Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Fourth Edition (Edizione 4) | CSHL Press | 2012 | 978-1-936113-42-2 | |
laboratorio | Erik Pierre | Molecular Cloning (Edizione 1) | Ml Books International | 2015 | 1632394685 | |
laboratorio | Michael R. Green e Joseph Sambrook | Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Fourth Edition (Edizione 4) | CSHL Press | 2012 | 978-1-936113-42-2 |
Titolo | Formato (Lingua, Dimensione, Data pubblicazione) |
10-ProQ-dependent small RNA |
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11-RdRP-synthesized antisense ribosomal siRNAs |
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12-Genome maintenance in Saccharomyces cerevisiae |
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13-TLR4-induced NF-kB and MAPK |
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14-Folate deficiency facilitates recruitment of binding factors |
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15-SIRT7-dependent deacetylation of CDK9 |
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16-Mcm2–7 replicative helicase loading |
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1-STAT2 |
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2-The evolutionary capacitor HSP90 |
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3-Cdt1–Mcm2–7 complex |
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4-Mcm2–7 ring closure |
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5-Novel players in X inactivation |
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6-Signal Recognition Particle Targeting Complex |
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7-Sub1 contacts the RNA polymerase II |
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8-Cullin E3 Ligase Activity |
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9-G-quadruplex structures within the 3 UTR of LINE-1 |
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Gruppi Esposizione Articolo Biotecnologie 2016-17 |
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Laboratorio Didattico Biologia Molecolare I Turno 16-17 |
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Laboratorio Didattico Biologia Molecolare II Turno 16-17 |
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