BIOLOGIA DEI SISTEMI
cod. 1004399

Anno accademico 2014/15
1° anno di corso - Secondo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Biologia applicata (BIO/13)
Field
Attività formative affini o integrative
Tipologia attività formativa
Affine/Integrativa
42 ore
di attività frontali
6 crediti
sede: PARMA
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

L’obiettivo del corso è quello di fornire allo studente i principi generali della System Biology, chiarendoli con esempi vicini alle Biotecnologie e fornendo gli strumenti per comprendere la letteratura del settore.

Prerequisiti

Sono necessarie conoscenze di matematica, biologia generale, biologia molecolare, genetica ed una buona conoscenza della lingua inglese per consultare testi.

Contenuti dell'insegnamento

La System Biology è la indagine sistematica e quantitativa di funzioni cellulari, cellule e organismi, ponendosi al collegamento tra biologia molecolare e fisiologia. Si basa sulla conoscenza dei processi molecolari, chimici e fisici che ne sono alla base, integrate con un approccio modellistico matematico.

La System Biology è nata dai nuovi metodi di analisi sperimentale basati sul sequenziamento di interi genomi e sui metodi analitici high-throughput (genomica, trascrittomica). La System Biology vede la cellula come una "fabbrica chimica" in cui sostanze dall'esterno sono processate per fornire energia e materiali, con sofisticati ptocessi eseguiti da molecole specializzate il cui progetto è codificato nel DNA.

Programma esteso

Introduzione sulla System Biology nel contesto delle biotecnologie moderne

Vie, reti e sistemi in biologia

Contributo della genomica alla system biology

Proprietà delle reti, definizioni generali

Reti fisiche e reti logiche

Reti come grafi

Dinamica, stabilità, robustezza - ridondanza nelle reti

Interazioni nelle reti e funzioni biologiche: vie, nodi

Distribuzioni dei gradi nelle reti

Concetto di “hub”

Reti casuali e reti biologiche

Reti metaboliche

Esempi di reti con fattori di trascrizione e sequenze di DNA: approcci sperimentali per lo studio di tali reti

Esempi di reti in lievito: approcci sperimentali e computazionali

Esempi di reti con interazioni tra proteine: interattomi

Metodi per identificare interazioni proteina-proteina e proteina-DNA

Proprietà biologiche degli hub: conservazione, robustezza, duplicazioni

Limitazioni degli interattomi

Reti di regolazione genica, interazioni proteina-DNA

Operone lattosio in Escherichia coli

Esempi in Caenorhabditis elegans, Saccharomyces cerevisiae e altri organismi



APPROFONDIMENTI NEI SEMINARI - L'elenco sarà disponibile a breve

Proprietà delle reti. Reti fisiche, logiche e reti come grafi
Interazioni nelle reti: vie, nodi. Distribuzione dei gradi nelle reti. Concetti di dinamicità, stabilità, robustezza
Reti casuali, biologiche e metaboliche
Interazioni proteina-DNA, proteina-proteina e metodi per la loro identificazione. Reti di interazioni proteina-DNA
Reti di regolazione genica
Approcci sperimentali per lo studio di reti con fattori di trascrizione e sequenze di DNA
Gli interattomi e le loro limitazioni
Esempi di reti in lievito e in E.coli

Bibliografia

Il materiale per lo studio viene fornito dal docente ed è disponibile come dispensa. Sarà basato su articoli della letteratura scientifica e sulle slide mostrate a lezione.

Metodi didattici

Il corso è organizzato con lezioni frontali e discussione di casi dalla letteratura basata su articoli originali. Approfondimenti su argomenti specifici sono presentati come seminari.

Modalità verifica apprendimento

Gli esami sono orali; sono basati su un approfondimento preparato dallo studente su argomento concordato con il docente.
Nella presentazione con slide si verificano la capacità comunicativa, le conoscenze acquisite e l'applicazione delle conoscenze. L'autonomia di giudizio è verificata nella discussione con lo studente.

Altre informazioni

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