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 semestre dal 4 mar 2024 al 14 giu 2024.

Corsi Singoli

Autorizzato

Orario Lezioni Moodle Seminari 0

Obiettivi di apprendimento

Obiettivo del corso 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 con-tenuta nel genoma di procarioti ed eucarioti. Le tematiche principali del corso saranno quindi la de-scrizione dettagliata dei processi di trascrizione e traduzione dell'informazione genica e di quelli riguardanti le replicazione del DNA e la mutagenesi. 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. Gli studenti che avranno seguito il corso con profitto 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. Al termine del corso sapranno leggere e comprendere testi, anche avanzati di biologia ed avranno acquisito le basi di biologia molecolare per affrontare un percorso formativo (anche di livello magistrale) sia biotecnologico sia bioinformatico.

Prerequisiti e nozioni di base

Aver frequentato e possibilmente aver sostenuto l'esame dei corsi di Biologia, Chimica e Biochimica.

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

Bibliografia

Modalità didattiche

Lezioni frontali in aula.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Test scritto a risposta multipla (20 domande, 1:30 ore).

Criteri di valutazione

Viene valutata la conoscenza degli argomenti trattati nel corso attraverso la capacità di identificare la risposta corrertta.

Criteri di composizione del voto finale

Il voto finale viene calcolato sulla base del numero di risposte corrette (1.5 punti per risposta esatta).

Lingua dell'esame

Italiano