Obiettivi formativi
Alla fine del corso lo studente dovrà aver acquisito sufficienti conoscenze ed informazione per comprendere, discutere criticamente ed applicare praticamente le basi molecolari dei meccanismi di trasmissione dell'informazione genetica.
Prerequisiti
Lo studente deve avere conoscenza della chimica organica delle principali molecole di interesse biologico. Conoscenze basilari di biologia della cellula eucariota.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso si propone di fornire conoscenze di base sui meccanismi molecolari di trasmissione dell'informazione genetica. Partendo dai concetti mendeliani di trasmissione dell'informazione e dalla scoperta del DNA come "princpio trasformante" si passerà a descrivere le caratteristiche chimico-strutturali del DNA e dell'RNA secondo le più moderne conoscenze. Si introdurrano quindi i concetti di replicazione del DNA, Trascrizione e Traduzione dell'RNA secondo lo schema del dogma centrale della biologia. Si introdurranno i concetti di ricombinazione, mutazione e riparazione del DNA. Infinine si decriveranno le principali tecniche di manipolazione del DNA e interferenza nell'espressione genica con esempi di applicazioni in ricerca, medicina clinica e medicina forense.
Programma esteso
Da Darwin a Mendel fino alla scoperta del principio trasformante: basi della trasmissione dell'informazione genetica.
Gli acidi nucleici: composizione e struttura.
Struttura 3D del DNA, topologia del DNA:avvolgimento e superavvolgimento.
Topoisomerasi.
Istoni, cromatina, cromosomi.
Cenni di modifiche epigenetiche del DNA e degli istoni.
Replicazione del DNA:caratteristiche delle DNA polimerasi, meccansimo di replicazione.
Farmaci che interferiscono con il processo di replicazione del di azione.
Le forche replicative, assemblaggio del replisoma, modello a trombone.
Origine di replicazione, meccanismo di controllo delle origini negli eucarioti.
Terminazione della replicazione.
Il problema delle estremità dei cromosomi lineari: la telomerasi
Danni e mutazioni del DNA.
Meccanismi di riparo del danno: meccanismi diretti, indiretti, riparo della rottura del doppio filamento.
La trascrizione dell'RNA negli eucarioti: caratteristiche delle RNA polimerasi, formazione del complesso di inizio, allungamento, terminazione della trascrizione.
Caratteristiche dei promotori procariotici ed eucariotici.
Regolazione dell'espressione genica negli eucarioti.
La maturazione dell'RNA: capping, splicing, tailing, editing.
Cenni di RNA interference.
Dall'RNA alle proteine: meccanismi ed enzimi della traduzione dell'RNA messaggero. Il codice genetico.
Traduzione dell'mRNA messaggero: molecole ed enzimi coinvolti
t-RNA, ribosomi, amminoacil-tRNAsintetasi
Fasi della traduzione: inizio, allungamento, terminazione.
Farmaci che interferiscono con il processo di traduzione proteica.
Bibliografia
Biologia molecolare del gene. James D. Watson et al. settima ed. Zanichelli
G. Capranico, E. Martegani, G. Musci, G. Raugei, T. Russo, N. Zambrano, V. Zappavigna. Edises
Metodi didattici
Il corso sarà svolto tramite lezioni frontali sia in presenza (in aula) nel rispetto degli standard di sicurezza, salvo ulteriori disposizioni dovute all’eventuale perdurare dell’emergenza sanitaria. Gli argomenti saranno trattati con l’ausilio di presentazioni e filmati finalizzati a valorizzare l’approccio molecolare che saranno messi a disposizione degli studenti sulla piattaforma Elly. Verranno segnalati anche siti web utili all'apprendimento e bibliografia di approfondimento.
Modalità verifica apprendimento
Prova orale finale sugli argomenti del programma. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito conoscenza degli argomenti del programma, di saperli esporre con coerenza logica e proprietà di linguaggio. Dal colloquio devono emergere le competenze acquisite in termini di capacità di interpretare e applicare informazioni di carattere molecolare riferiti al percorso dell'informazione genetica. Qualora a causa del perdurare dell'emergenza sanitaria fosse necessario adottare la modalità a distanza l'esame si svolgerà, con le medesime modalità attraverso la piattaforma Teams.
Gli Studenti con DSA/BSE devono preventivamente contattare Le Eli-che: supporto per studenti con disabilità, D.S.A., B.E.S. (https://sea.unipr.it/it/servizi/le-eli-che-supporto-studenti-con-disabilita-dsa-bes).
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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