Obiettivi formativi
Acquisizione delle conoscenze fondamentali delle basi molecolari della biologia, con particolare riferimento agli organismi procariotici: l’organizzazione dell'informazione genetica e la sua trasmissione, i meccanismi che stanno alla base dell’espressione genica e della sua regolazione. Il corso verrà completato dalla descrizione di alcune delle principali tecniche di biologia molecolare con particolare attenzione agli argomenti di interesse biomedico.
Prerequisiti
Conoscenze di base nel campo della biologia generale
Contenuti dell'insegnamento
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LE MOLECOLE DI RILEVANZA BIOLOGICA<br />
I legami covalenti e le interazioni non covalenti<br />
Zuccheri e polisaccaridi<br />
Nucleotidi ed acidi nucleici<br />
Lipidi<br />
Aminoacidi e proteine: struttura e funzione.<br />
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IL FLUSSO DELL’INFORMAZIONE GENETICA<br />
Il dogma centrale della biologia molecolare<br />
La struttura degli acidi nucleici<br />
Il codice genetico e i geni<br />
Organizzazione del DNA, differenze tra eucarioti e procarioti<br />
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LE BASI MOLECOLARI DEL FLUSSO DELL’INFORMAZIONE GENETICA<br />
La replicazione del DNA: concetto di replicazione semiconservativa, le DNA polimerasi, la replicazione in vivo, l’elicasi, telomeri e telomerasi<br />
Le mutazioni: principi, mutazioni geniche, genomiche e cromosomiche, le mutazioni negli eucarioti, l’anemia falciforme, mutazioni a livello di DNA microsatellite, l’espansione delle ripetizioni a triplette<br />
La trascrizione del DNA: RNA polimerasi, le fasi della trascrizione, promotori procariotici e concetto di sequenze consenso, i promotori eucariotici e i fattori generali di trascrizione, la maturazione dell’mRNA, lo <em>splicing</em> alternativo, la degradazione dell’RNA, la trascrittasi inversa<br />
La traduzione: mRNA eucariotico e procariotico, i tRNA, le aminoacil-tRNA sintetasi, i ribosomi, le fasi della sintesi proteica<br />
Il destino post-traduzionale delle proteine: <em>sorting</em>, sintesi proteica nel RER, la via ubiquitina-proteasoma, <em>folding</em> di proteine, modificazioni post-traduzionali delle proteine<br />
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IL CONTROLLO DELL’ESPRESSIONE GENICA<br />
Fattori che influenzano l’espressione genica<br />
Interazione proteina-DNA: motivi strutturali<br />
La regolazione della trascrizione nei procarioti: forza dei promotori, regolazione negativa e positiva della trascrizione, attivatori e repressori, la regolazione della trascrizione da parte di segnali extracellulari: l’operone <em>lac</em> (il repressore <em>lac</em> e la proteina CAP) e l’operone Trp<br />
La regolazione della trascrizione negli eucarioti: rimodellamento della cromatina e HAT/HDAC, gli attivatori: struttura e meccanismo d’azione, gli elementi di controllo prossimali e gli <em>enhancers</em><br />
Riparazione del DNA, ricombinazione e trasposizione<br />
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TECNICHE DI BIOLOGIA MOLECOLARE<br />
Il DNA ricombinante<br />
Clonaggio: proprietà dei vettori di clonaggio plasmidici, enzimi di restrizione, ligasi, librerie genomiche e a cDNA<br />
PCR<br />
Il sequenziamento del DNA con il metodo di Sanger<br />
Clonaggio in vettori di espressione: proprietà dei vettori di espressione e applicazioni<br />
Produzione di farmaci ricombinanti.<br />
Piante transgeniche.
Bibliografia
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<br />
J.D. Watson <em>et al</em>. <em>Biologia Molecolare del Gene</em>. V edizione. Zanichelli, Bologna.<br />
<br />
B. Alberts <em>et al</em>. <em>L’essenziale di Biologia Molecolare della Cellula</em>. II edizione. Zanichelli, Bologna.<br />
<br />
L.A. Allison. <em>Fondamenti di Biologia Molecolare</em>. Zanichelli, Bologna.<br />
<br />
T.A. Brown. <em>Biotecnologie Molecolari: Principi e Tecniche</em>. Zanichelli, Bologna.