Obiettivi formativi
Gli studenti che frequenteranno il corso acquisiranno conoscenze relative alla trasmissione dell’informazione genetica, sia in cellule eucariotiche che procariotiche, attraverso l’integrazione dei principi fondamentali che governano l’ereditarietà e degli aspetti molecolari che definiscono i meccanismi genetici. Lo strumento metodologico è rappresentato dall’analisi critica della sperimentazione che ha portato alla comprensione dei meccanismi genetici e del suo ruolo in tali acquisizioni scientifiche. Lo studente quindi, attraverso la frequenza del corso e lo studio individuale acquisirà conoscenze relative alla genetica formale nonché conoscenze sulla natura molecolare del materiale ereditario, della sua replicazione, espressione e mutazione. Attraverso una serie di esempi e di problemi applicati, svolti durante la componente esercitativa del corso, lo studente potrà applicare le conoscenze acquisite e valutare la sua comprensione. L’esame finale permetterà di valutare la capacità di apprendimento degli argomenti trattati e la capacità di comunicare le conoscenze acquisite.
Prerequisiti
Nessuno
Contenuti dell'insegnamento
I contenuti del corso sono divisi in due parti.
1.GENETICA FORMALE: Mitosi e meiosi. Eredità mendeliana. Segregazione dei caratteri. Assortimento indipendente. Modificazione dei rapporti mendeliani: co-dominanza, alleli multipli, alleli letali, interazione genica, eredità legata al sesso. Teoria cromosomica dell’ereditarietà. Concatenazione e ricombinazione. Crossing-over. Ricombinazione in lievito. Trasmissione di caratteri ereditari in procarioti: trasformazione, coniugazione, trasduzione.
2.BASI MOLECOLARI DELL’EREDITARIETA’: Esperimenti per l'identificazione del DNA come materiale genetico. DNA: struttura e replicazione. Struttura e organizzazione del cromosoma in procarioti ed eucarioti. RNA: struttura, trascrizione e traduzione. Il codice genetico: caratteristiche e sua decifrazione. Organizzazione della struttura del gene. Geni interrotti. Teoria un gene: un enzima. Costruzione di catene metaboliche. Complementazione genica. Espressione genica. Variazione nel numero e nella struttura di cromosomi. Mutazioni geniche. Conseguenza delle mutazioni a livello di prodotto genico. Reversione e soppressione. Isolamento di mutanti. Mutanti spontanei e indotti. Regolazione dell’espressione genica. Regolazione a livello trascrizionale nei procarioti. Operon Lac: controllo negativo e positivo.
Una serie di esercitazioni sarà da supporto all'intero svolgimento del corso.
Durante il corso verranno svolte esercitazioni pratiche in laboratorio durante le quali si utilizzerà il lievito Saccharomyces cerevisae.
Programma esteso
-Trasmissione dei caratteri
Mitosi e Meiosi
Eredità mendeliana
Segregazione dei caratteri
Assortimento indipendente
Alleli multipli, alleli letali
Interazione genica
Eredità legata al sesso
Teoria cromosomica dell’ereditarietà
Associazione genica
Mappatura negli eucarioti: mappatura a tre punti in Drosophila
- Trasmissione dei caratteri in procarioti
Coniugazione
Trasformazione
Trasduzione
-Natura del materiale ereditario
Identificazione del materiale genetico
DNA: struttura e replicazione
Struttura e organizzazione del cromosoma in procarioti ed eucarioti
RNA: struttura, trascrizione e traduzione
Il codice genetico. Caratteristiche del codice e sua decifrazione.
- Struttura e funzione del gene
Organizzazione della struttura del gene
Geni interrotti
Teoria un gene-un enzima. Costruzione di catene metaboliche
Complementazione genica
Espressione genica
- Cambiamenti nella struttura del genoma
Variazione nel numero e nella struttura di cromosomi
Mutazioni geniche
Causa dell’insorgenza di mutazioni geniche
Conseguenza delle mutazioni a livello di prodotto genico
Reversione e soppressione
Isolamento di mutanti e sistemi di selezione
Mutanti spontanei e indotti
- Regolazione dell’espressione genica
Regolazione a livello trascrizionale nei procarioti
Operon Lac: controllo negativo e positivo
Operon Trp: repressione e attenuazione
Retroinibizione
Laboratorio integrato di Biotecnologie
- Determinazione della concentrazione di una coltura cellulare di Saccharomyces cerevisiae
- Allestimento di diluizioni seriali
- Semina su piastre petri
- Preparazione di terreni adeguati per l’analisi dei marcatori
- Incrocio per ottenere un diploide e relativa selezione
-Replica plating
- Analisi dei marcatori e interpretazione dei risultati
Prima di ogni esercitazione pratica sarà svolta una lezione teorica in classe sull’argomento che verrà trattato in laboratorio.
In particolare, verranno trattati i seguenti argomenti:
- Concentrazione cellulare
- Utilizzo del Burker
- Diluizioni
- Semina
- Terreni di coltura
- Mutanti auxotrofi
- Analisi dei marcatori
- Utilizzo dei marcatori di selezione
- Ciclo vitale di Saccharomyces cerevisiae
- Costruzione di un diploide e selezione
Inoltre potrebbero essere trattati i seguenti argomenti:
- Analisi delle tetradi in Saccharomyces cerevisiae
- Eredità Citoplasmatica
- Malattie mitocondriali e lievito come modello
Bibliografia
Snustad DP, Simmons MJ (2014)
Principi di Genetica
5a Edizione
EdiSES
Binelli, Ghisotti (2018)
Genetica
EdiSES
Griffiths AJF, Wessler SR, Carroll SB, Doebley J (2013)
Genetica
7a Edizione
Zanichelli Ed
Metodi didattici
Il corso sarà svolto mediante lezioni frontali sugli specifici argomenti del programma, con l’ausilio di diapositive ed esempi alla lavagna. Il materiale didattico proiettato verrà reso disponibile sulla piattaforma elly dopo lo svolgimento della lezione. E’ fortemente consigliato l’utilizzo di un testo per lo studio individuale.
Il corso sarà integrato da una serie di esercitazioni teoriche, in cui gli studenti potranno applicare le conoscenze acquisite a specifici problemi sulla trasmissione dei caratteri ereditari.
Verranno anche svolte esercitazioni di laboratorio, durante le quali gli studenti potranno realizzare individualmente semplici esperimenti su alcuni degli argomenti trattati. Alla fine di tali attività verrà proposta una lezione in cui verranno svolti in classe gli esercizi relativi a quanto appreso durante le esercitazioni per la verifica dell’apprendimento sulle esperienze svolte in laboratorio.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento verrà effettuata attraverso un esame SCRITTO più un esame ORALE. La prima parte sarà scritta e chi supererà tale parte potrà accedere all’esame orale.
Verranno forniti maggiori dettagli durante la presentazione del corso.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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