Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire agli studenti gli strumenti e i concetti teorici per lo comprensione dei principi basilari della genetica con particolare riferimento all'uomo e una chiave di lettura delle principali patologie genetiche anche alla luce delle più moderne metodiche di indagine molecolare.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Meiosi e Mitosi. Mendel e la scoperta dei meccanismi dell¿ereditarietà. Legge della segregazione e dell¿assortimento indipendente. Dominanza intermedia, epistasi, codominanza. Concetto di gene, allele, genotipo, fenotipo. Caratteri concatenati e ricombinazione (crossing-over). Frequenza di ricombinazione e mappe genetiche. Allelia multipla (gruppi ABO e MHC). Pleiotropia. Modalità di trasmissione dei caratteri nell¿uomo: caratteri autosomici dominanti e recessivi. Caratteri X-linked. Compenso di dose (Ipotesi di M. Lyon). Eredità mitocondriale. Natura molecolare del gene: dagli esperimenti di Griffith alla scoperta della struttura molecolare a doppia elica del DNA. Il codice genetico e le sue proprietà. Il dogma centrale della biologia molecolare: flussi di informazione genetica: replicazione, trascrizione, traduzione con particolare riferimento agli eucarioti (maturazione del trascritto primario, splicing, tRNA, ribosomi e polisomi). Anatomia e fisiologia del gene: analogie e differenze fra procarioti e eucarioti. La regolazione dell¿espressione genica: il modello dell¿operone. La regolazione genica negli eucarioti: vari livelli a cui si esplica. Mutazioni geniche: principali meccanismi e diverse tipologie (puntiformi, frameshift, duplicazione, delezione, crossing-over ineguale). Conseguenze delle mutazioni: dalla variabilità alla patologia. Costruzione degli alberi genealogici. Principali malattie monogeniche (Fibrosi cistica, Neurofibromatosi 1, Emofilia, Marfan, ecc). Mutazioni cromosomiche numeriche e strutturali. Meccansimi patogenetici e conseguenze. Sindrome di Down da nondisgiunzione e da traslocazione rob: rischi di ricorrenza. Principali sindromi da aberrazione cromosomica degli autosomi e dei cromosomi sessuali (S. Turner e Klinefelter). Eredità poligenica-polifattoriale. Genetica di popolazioni: legge di Hardy-Weinberg e sue principali applicazioni. Evoluzione e fattori di disturbo dell¿equilibrio di Hardy-Weinberg (mutazione, selezione, deriva genetica, migrazione, consanguineità). Tecnologia del DNA ricombinante: principali metodiche (enzimi di restrizione, southern blotting, elettroforesi, RFLPs, sequenziamento, PCR). Principali applicazioni pratiche in medicina.
Programma esteso
Principi di Genetica umana: 1)Organizzazione strutturale e funzionale del materiale genetico nell’uomo. Dimensioni e complessità del genoma, sequenze uniche, sequenze ripetute. Organizzazione del gene eucariotico. 2)Ereditarietà mendeliana nell'uomo: modalità di trasmissione; ricostruzione degli alberi genealogici, analisi di segregazione nelle famiglie. Ereditarietà autosomica e legata al cromosoma X. Effetti della consanguineità sulla manifestazione di malattie ereditarie. Inattivazione del cromosoma X: principi di base, evidenza citologica, conseguenze sul fenotipo clinico. 3)Eccezioni all'ereditarietà mendeliana nell'uomo: manifestazione tardiva del fenotipo, penetranza incompleta, espressività variabile, eterozigosi composta, geni modificatori, imprinting genomico; anticipazione, eterogeneità genetica. 4)Ereditarietà mitocondriale: omoplasmia ed eteroplasmia. Caratteristiche della trasmissione matrilineare ed esempi nell’uomo. Linkage: trasmissione dei caratteri concatenati nell'uomo. Informatività degli incroci; ricostruzione degli aplotipi. Linkage disequilibrium. 5) Sistemi genetici polimorfici: gruppi sanguigni ABO, Rh, HLA.
6) Ereditarietà multifattoriale: fenotipi qualitativi e quantitativi; concetto di ereditabilità; principi di analisi di linkage e di associazione per caratteri multifattoriali; studio dei gemelli.
7) Citogenetica: studio del cariotipo e criteri di classificazione dei cromosomi umani. Cenni sulle metodiche di base. Anomalie cromosomiche numeriche e strutturali. Meccanismi di formazione delle anomalie numeriche: non-disgiunzione, lag anafasico. Trisomie e monosomie rilevanti dal punto di vista clinico. Mutazioni della struttura dei cromosomi: mutazioni bilanciate e sbilanciate; origine e conseguenze sul fenotipo e sulla riproduzione.
Ingegneria genetica 8) Metodologia del DNA ricombinante: strumenti e applicazioni all’uomo. La PCR e le sue applicazioni in medicina. I polimorfismi del DNA: polimorfismi a livello del singolo nucleotide (SNP); polimorfismi di lunghezza dei frammenti di restrizione (RFLP), variazioni del numero di ripetizioni in tandem (VNTR, STR).
Bibliografia
Russell PJ, Wolfe SL, Hertz PE, Starr C, McMillan B. Elementi di GENETICA. EdiSES
Novelli G. Giardina E. Genetica medica pratica, Aracne Ed.
, Roma
Metodi didattici
lezione frontale, sussidi ppt
Modalità verifica apprendimento
quiz scelta multipla, orale
Altre informazioni
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