Obiettivi formativi
Nella prima parte del corso, particolare attenzione è riservata alla descrizione dei protocolli sperimentali,allo scopi di chiarire come sia stato possibile raggiungere un alto grado di conoscenza dei meccanismi di trasmissione ereditaria senza “nulla sapere” della natura chimica del gene. Per meglio comprendere questa proprietà della genetica un buon numero di ore di lezione è dedicato alla risoluzione di esercizi. Una delle competenze acquisite dallo studente è l’analisi di alberi genealogici umani, utile nel caso in cui sia necessario calcolare la probabilità che un dato allele (soprattutto se svantaggioso) venga trasmesso alla progenie. Il grado di comprensione dei discenti è accertato, in sede di esame, dalla richiesta di risoluzione di un problema di genetica.
Nella parte successiva del corso (estensione del mendelismo), sono trattati alcuni aspetti applicativi della genetica dei caratteri quantitativi, legati al miglioramento genetico di animali e piante di interesse commerciale. Lo studio della genetica di popolazioni, tipica disciplina evolutiva, dovrebbe favorire la capacità critica dello studente. E’ infatti l’insieme di numerosi processi di microevoluzione (variazione delle frequenze alleliche) a determinare la macroevoluzione, la formazione cioè di specie distinte.
Nella seconda parte del corso, particolare cura è rivolta alla descrizione degli esperimenti, al “come” si sia giunti a provare la esistenza di un dato fenomeno. Sono descritti anche alcuni aspetti applicativi della materia, quale la identificazione di agenti chimici a potenziale azione mutagena. Particolare attenzione è rivolta a temi di evoluzione molecolare, evidenziando che le molecole biologiche in istudio sono patrimonio comune di tutti gli organismi viventi. Tale aspetto della materia dovrebbe stimolare la capacità critica, nonché di sintesi, dello studente. Lo studente è costantemente stimolato a curare la qualità del linguaggio, indispensabile per una chiara descrizione di meccanismi molecolari assai sofisticati.
Prerequisiti
Buona conoscenza di materie propedeutiche quali matematica, chimica e fisica
Contenuti dell'insegnamento
Il corso di Genetica (6 cfu) ha come scopo la comprensione dei meccanismi fondamentali di trasmissione dei caratteri ereditari.
La prima parte del corso riguarda la genetica mendeliana. Essa comprende un insieme di studi che coprono un arco di tempo di circa mezzo secolo (dalla riscoperta delle leggi di Mendel, nei primi anni del novecento, fino al modello di struttura fine del gene, proposto circa 50 anni dopo da Benzer). Il gene è descritto come un fattore ereditario, identificato per la presenza di almeno un allele e mappato con protocollo di incrocio. E’ spiegata la mappatura dei geni sia in eucariotici che in procarioti, nonché la mappatura all’interno del gene (struttura fine del gene).
La parte successiva del corso è un’estensione della genetica mendeliana in senso spiccatamente evolutivo. Essa riguarda i caratteri quantitativi e il destino del materiale genetico nelle popolazioni. Nella genetica dei caratteri quantitativi sono anche descritti i principali metodi di analisi statistica. La genetica di popolazioni è un utile complemento alla genetica evoluzionistica, in quanto ha come oggetto la “microevoluzione”, intesa come variazione delle frequenze alleliche per effetto dei principali agenti evolutivi.
La seconda parte del corso ha lo scopo di far comprendere ai discenti le basi molecolari dell’espressione dei geni. Il gene non è più un’entità astratta, ma una sequenza di coppie di basi che deve essere riconosciuta da una vasta gamma di proteine e enzimi affinché possa essere espressa.
Gli argomenti trattati sono la natura chimica del materiale ereditario, la struttura del cromosoma, la replicazione del DNA, la trascrizione, la decifrazione del codice genetico e la traduzione in proteine. Particolare cura è rivolta alla genesi di mutazioni puntiformi, nonché ai meccanismi di riparazione del danno al DNA causato da agenti chimico-fisici. La regolazione dell’espressione genica è limitata ai procarioti.
Programma esteso
Programma del corso (per ogni argomento è dato il numero di capitolo nel testo consigliato, Klug W.S. Concetti di Genetica, Pearson Editore)
Cap. 1) Introduzione alla genetica
ID: Conoscenza e capacità di comprensione
ID: Autonomia di giudizio
ID: Abilità comunicative
Cap. 2) Mitosi e meiosi
ID: Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding);
ID: Abilità comunicative (communication skills);
Cap. 3) La genetica mendeliana
ID: Conoscenza e capacità di comprensione
ID: Capacità di apprendere
Cap. 4) Estensioni della genetica mendeliana
ID: Conoscenza e capacità di comprensione
ID: Autonomia di giudizio
Cap. 5) Mappatura negli eucariotici
ID: Conoscenza e capacità di comprensione
ID: Capacità di apprendere
Cap. 6) Analisi e mappatura genetica in batteri e batteriofagi
ID: Conoscenza e capacità di comprensione
ID: Capacità di apprendere
Cap. 7) Determinazione del sesso e cromosomi sessuali,
ID: Conoscenza e capacità di comprensione
Cap. 10) Struttura e analisi del DNA
ID: Conoscenza e capacità di comprensione
Cap. 11) Replicazione e ricombinazione del DNA
ID: Conoscenza e capacità di comprensione
Cap. 12) L'organizzazione del DNA nei cromosomi
ID: Conoscenza e capacità di comprensione
Cap. 13) Il codice genetico e la trascrizione
ID: Conoscenza e capacità di comprensione
Cap. 14) La traduzione e le proteine
ID: Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding);
Cap. 15) Mutazioni geniche, riparazione del DNA
ID: Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Cap. 16) Regolazione dell’espressione genica in procarioti
ID: Conoscenza e capacità di comprensione
Cap. 24) Genetica quantitativa e caratteri multifattoriali
ID: Conoscenza e capacità di comprensione applicate
ID: Abilità comunicative
Cap. 25) Genetica di popolazione
ID: Conoscenza e capacità di comprensione
Bibliografia
Klug W.S, Cummings M.R. Concetti di Genetica. Pearson Editore
Metodi didattici
Il corso è strutturato in gran parte in lezioni frontali. Un buon numero di ore di lezione (equivalente all’incirca a 1.5 cfu) è dedicato alla risoluzione di problemi di genetica.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento prevede un'unica seduta orale.
In tale seduta, tuttavia, verrà chiesta allo studente la risoluzione di un problema di genetica mendeliana (argomenti trattati nella prima parte del corso). Nella seduta orale è esaminata la capacità dello studente di spiegare, con buona padronanza di linguaggio, sia temi di genetica mendeliana che temi di genetica molecolare.
Altre informazioni
E’ gradita una buona conoscenza della lingua inglese
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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