Codice insegnamento

4S004476

Docente

Stefano Capaldi

Coordinatore

Stefano Capaldi

Crediti

6

Lingua di erogazione

Italiano

Settore Scientifico Disciplinare (SSD)

BIO/11 - BIOLOGIA MOLECOLARE

Periodo

II sem. dal 1 mar 2018 al 15 giu 2018.

Orario Lezioni Moodle Seminari 0

Obiettivi formativi

Obiettivo del corso di Biologia Molecolare è fornire allo studente una descrizione a livello molecolare dei principali aspetti riguardanti i meccanismi inerenti la trasmissione, la variazione e l’espressione dell’informazione contenuta nel genoma di procarioti ed eucarioti. Le tematiche principali del corso saranno quindi la descrizione dettagliata dei processi di trascrizione e traduzione dell'informazione genica e di quelli riguardanti le replicazione del DNA e la mutagenesi.
Conoscenza e capacità di comprensione: Gli studenti acquisiranno conoscenza delle strutture fondamentali dei sistemi biologici, interpretati in chiave molecolare e cellulare; e dei principali aspetti riguardanti i meccanismi inerenti la trasmissione, la variazione e l’espressione dell’informazione contenuta nel genoma di procarioti ed eucarioti.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Gli studenti saranno in grado di comprendere le basi genetiche della vita; applicare le conoscenze acquisite per utilizzare ed eventualmente sviluppare strumenti bioinformatici per lo studio della relazione tra struttura e funzione delle macromolecole biologiche e le strategie di regolazione delle loro funzioni; saper leggere e comprendere testi, anche avanzati di biologia; affrontare un percorso formativo (anche di livello magistrale) sia biotecnologico sia bioinformatico.

Programma

Programma del corso:
L’informazione genetica e le molecole informazionali
Introduzione generale e cenni storici. La struttura del DNA e del RNA. Dai geni alle proteine; RNA messaggero, RNA transfer e RNA ribosomiale. Il codice genetico.
DNA e struttura dei geni
La definizione di gene. Regioni codificanti e regolative. I geni interrotti; gli introni.
Organizzazione ed evoluzione dei genomi
Contenuto di DNA e numero di geni. DNA ripetitivo. Famiglie geniche e duplicazione. Mutazioni, riarrangiamenti del DNA ed evoluzione dei genomi.
I genomi degli organelli.
Elementi trasponibili
Trasposoni, retrovirus e retrotrasposoni. Meccansimi di trasposizione e controllo della trasposizione.
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.
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.
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.
Regolazione dell’espressione genica
Promotori batterici. L’ operone. Promotori eucariotici. Elementi di regolazione, enhancer, silencer, insulator, LCR. Attivatori, repressori, coattivatori. Espressione genica e modificazioni della cromatina. Effetti epigenetici.
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.
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.

Il materiale didattico utilizzato nelle lezioni frontali è disponibile sulla piattaforma e-learning dell’insegnamento.

Testi consigliati:
Lewin, Il Gene -- edizione compatta, Zanichelli
Cox, Biologia Molecolare, Zanichelli
Watson, Biologia molecolare del gene, Zancihelli

Modalità d'esame

L'esame consiste in una prova scritta contenente domande a risposta multipla.