Obiettivi formativi
L’obiettivo del corso è quello di fornire conoscenze avanzate sui meccanismi che controllano l'espressione dei geni eucariotici a livello trascrizionale e post-trascrizionale, tenendo conto dei risultati recentemente prodotti dall’analisi genomica. Tale obiettivo viene perseguito attraverso la formulazione di un quadro concettuale unitario che mette in evidenza l'esistenza di grandi strategie regolative comuni sia ai procarioti che agli eucarioti e a fasi differenti del processo di trasferimento dell'informazione genetica (trascrizione, splicing e altri eventi post-trascrizionali, modificazione/degradazione controllata e localizzazione subcellulare delle proteine, trasduzione dei segnali a livello nucleare). Verranno presi in considerazione sia gli aspetti teorici che sperimentali del controllo della espressione genica, con particolare riferimento a tecnologie post-genomiche quali la 'trascrittomica' e la 'fenomica'. Saranno anche illustrate le più recenti applicazioni di questo tipo di studi nel campo del “Drug Discovery”.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
• Struttura e funzionalità del genoma eucariotico: sequenze ripetute e duplicazione genica, elementi trasponibili, unità trascrizionali semplici e complesse, famiglie multigeniche, sequenze regolatrici ed espressione differenziale di geni paraloghi, duplicazione e modificazione dei geni codificanti per proteine regolatrici.
• Costrutti genici chimerici: promotore omologo/sequenza codificante eterologa (gene reporter); promotore eterologo/proteina regolatrice eterologa/sequenza codificante eterologa (gene reporter).
• Strategie regolative basate su ''reclutamento regolato''; esperimenti di bypass dell'attivatore e tecnologia del ''doppio ibrido''; squelching o soppressione abusiva; transcription factor decoys; reclutamento regolato e cooperatività; altre forme di regolazione genica (modificazione della RNA polimerasi, modificazione del DNA; repressione mediata dall'RNA).
• Le RNA polimerasi e i regolatori trascrizionali eucariotici. Fattori di trascrizione generali (GTF); il ''mediatore'', i rimodellatori della cromatina e i modificatori degli istoni (HAT e HDAC); formazione del complesso di pre-inizio; eventi trascrizionali post-inizio; l'attivatore Gal 4 di Saccharomyces cerevisiae; i regolatori negativi Gal80 e Mig1.
• Cromatina e nucleosomi; ruoli regolativi della modificazione (acetilazione/deacetilazione) delle code istoniche; immunoprecipitazione cromatinica (CHIP); gli altri sistemi trascrizionali eucariotici (RNA pol. I e RNA pol. III); controllo combinatoriale: i regolatori del mating type di Saccharomyces cerevisiae; telomeri ed effetti regolativi ad essi associati; isolatori cromatinici ed altri elementi di controllo di ordine superiore.
• Enhancer e integrazione dei segnali; modalità di controllo degli attivatori trascrizionali; recettori nucleari; SREBP; Tubby; Notch e APP; NF-kB; TAT/TAR, Rb e cicline; l'RNA come regolatore trascrizionale: ribointerruttori, miRNA, siRNA e interferenza da RNA; distruzione genca sistematica, array di mutanti knockout, analisi ''fenomica'' e suo impiego per la identificazione di nuovi bersgali farmacologici e per la messa a punto di sistemi di validazione innovativi.
• Altri processi basati su ''reclutamento regolato'': ubiquitina e degradazione controllata delle proteine, lo splicing e la sua regolazione, interazione ormone recettore e trasduzione del segnale.
Programma esteso
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Bibliografia
Watson J.D., Backer T.A., Bell S. P., Gann A., Levine M., Losick R.
MOLECULAR BIOLOGY OF THE GENE (Fifth Edition)
CSHL Press; Pearson/Benjamin Cummings Publishers, 2004
Metodi didattici
Lezioni frontali che prevedono anche la discussione di articoli originali tratti dalla più recente letteratura scientifica del settore.
Modalità verifica apprendimento
Prova orale
Altre informazioni
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