Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
BIOLOGIA MOLECOLARE


7

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 40 0 32 103

Periodo

AnnoPeriodo
II anno1 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
01/10/201325/01/2014

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
caratterizzanteDiscipline biomolecolariBIO/117


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Dott. VEZZI ALESSANDROBIO/11Dipartimento di Biologia

Altri Docenti

Non previsti.

Attività di Supporto alla Didattica

Esercitatore
Dott. DE PASCALE FABIO
Dott. ROSSELLI RICCARDO

Bollettino

Per lo svolgimento del corso non è previsto alcun prerequisito, anche se è consigliato aver superato l'esame integrato di Biochimica. Si ricorda inoltre che l'esame di Biologia Molecolare 1 è propedeutico per il passaggio al terzo anno.

Il corso fornisce le basi per comprendere l’organizzazione strutturale del gene e i meccanismi molecolari che regolano la sua funzione e replicazione. Sono inoltre presentate ed applicate alcune delle tecnologie fondamentali del DNA ricombinante, utili come strumento per la ricerca di base e applicata.

Il corso prevede 40 ore di lezioni frontali, e 32 ore di esercitazioni di laboratorio. Nelle esercitazioni di laboratorio saranno applicate e discusse alcune delle metodologie fondamentali della Biologia molecolare, introdotte a lezione.

- La Biologia Molecolare: nozioni introduttive. - DNA e materiale genetico: gli acidi nucleici quali depositari dell’informazione genetica. Denaturazione e rinaturazione. Introduzione alla funzione del gene. Le mutazioni e i loro effetti nella funzionalità dei geni. - Replicazione del DNA. Replicazione semiconservativa. Origine della replicazione e repliconi. DNA polimerasi. Meccanismo molecolare della replicazione: primasi, elicasi, SSB, sliding clamp. Processività. Il problema della replicazione delle estremità di DNA lineari. Il ruolo delle topoisomerasi nella replicazione del DNA. - Cenni alla struttura dei genomi di organismi di procarioti ed eucarioti. - Sintesi dell'RNA e struttura del gene: esoni e introni. La trascrizione. Struttura della RNA polimerasi batterica. Ruolo delle subunità. Interazioni con il DNA. Sequenze consenso. Promotori. Proteine ausiliarie. Inizio e allungamento del trascritto. Unità di trascrizione. Terminazione, attenuazione ed antiterminazione. - Controllo dell’espressione genica in organismi semplici. Controlli trascrizionali. Modifica della specificità della RNA polimerasi: il fattore sigma. La scoperta dell’operone lattosio. Inducibilità. Controllo coordinato. Induttori e repressori trascrizionali. Interazione repressore DNA: specificità, siti ad alta e bassa affinità, effetti allosterici, domini. Regolazioni positive e negative. Caratteristiche strutturali comuni nelle proteine che regolano i geni. - Traduzione. Struttura e funzione dei componenti della macchina per la sintesi proteica. Ribosomi, rRNA e tRNA. Riconoscimento del messaggero: RBS. Fattori di inizio, allungamento e terminazione. Centri attivi. La decifrazione del codice genetico. Il riconoscimento codone-anticodone e il concetto del tentennamento. Amminoacil-tRNA sintetasi e il riconoscimento dei tRNA. Proofreading: controlli cinetichi e chimici. Siti di sintesi e di editing. Il controllo del corretto appaiamento nel ribosoma. Soppressori. - Regolazioni post-trascrizionali. Controllo della traduzione. Attivatori e repressori traduzionali. Stabilità dei trascritti. Circuiti di regolazione genica, alcuni esempi. - Organizzazione di genomi fagici e strategie infettive. Espressione genica sequenziale. Lisi e lisogenia: fago lambda. Controllo autogeno dell’espressione. Attivazione del profago. Interruttori e sensori molecolari. Cooperatività e competizione. - DNA ricombinante come strumento della ricerca di base e applicata. Clonaggio di una sequenza di DNA. Formazione del DNA chimerico. Enzimi di restrizione. Ligasi. Vettori: plasmidi, vettori virali, cosmidi, fosmidi, BAC. Trasformazione batterica. Tecniche analitiche di base: gel elettroforesi, Southern, Northern e Western blotting. Isolamento di geni. Librerie genomiche e di cDNA. Selezione dei ricombinanti. Sonde: oligonucleotidi e anticorpi. Amplificazione di DNA in vitro: PCR. Sequenziamento di DNA. Interpretazione delle sequenze. Vettori di espressione. Geni reporter.

L'esame prevede una prova scritta, con domande multiple e domande aperte riguardanti sia le lezioni frontali che le esercitazioni di laboratorio. La comprensione delle metodiche di laboratorio, spiegate a lezione ed eseguite ad esercitazione, verrà inoltre valutata tramite un questionario impartito dopo le esercitazioni.

Il 90% del voto finale dipenderà dal risultato ottenuto nella prova scritta. Il rimanente 10% del voto finale dipenderà dalla valutazione del questionario impartito dopo le esercitazioni. In questo modo gli studenti sono incoraggiati ad interagire più attivamente con il professore e gli esercitatori durante le esercitazioni, mettendo in pratica quanto imparato a lezione.

Krebs, J. E., et al., Lewin’s Genes X. : Jones and Bartlett Publisher, 2011 Krebs, J. E., et al., Il gene X. : Zanichelli, 2012 Watson, J. D., et al., Biologia Molecolare del Gene. : Zanichelli, 2009

Il libro di testo "Il gene X" è utilizzato anche dal professore di Biologia Molecolare 2 (corso del terzo anno). Le diapositive di ciascuna lezione, così come i protocolli delle esercitazioni, saranno rese disponibili in formato .ppt e .pdf.

Per lo svolgimento del corso non è previsto alcun prerequisito, anche se è consigliato aver superato l'esame integrato di Biochimica. Si ricorda inoltre che l'esame di Biologia Molecolare 1 è propedeutico per il passaggio al terzo anno.

Il corso fornisce le basi per comprendere l’organizzazione strutturale del gene e i meccanismi molecolari che regolano la sua funzione e replicazione. Sono inoltre presentate ed applicate alcune delle tecnologie fondamentali del DNA ricombinante, utili come strumento per la ricerca di base e applicata.

Il corso prevede 40 ore di lezioni frontali, e 32 ore di esercitazioni di laboratorio. Nelle esercitazioni di laboratorio saranno applicate e discusse alcune delle metodologie fondamentali della Biologia molecolare, introdotte a lezione.

- La Biologia Molecolare: nozioni introduttive. - DNA e materiale genetico: gli acidi nucleici quali depositari dell’informazione genetica. Denaturazione e rinaturazione. Introduzione alla funzione del gene. Le mutazioni e i loro effetti nella funzionalità dei geni. - Replicazione del DNA. Replicazione semiconservativa. Origine della replicazione e repliconi. DNA polimerasi. Meccanismo molecolare della replicazione: primasi, elicasi, SSB, sliding clamp. Processività. Il problema della replicazione delle estremità di DNA lineari. Il ruolo delle topoisomerasi nella replicazione del DNA. - Cenni alla struttura dei genomi di organismi di procarioti ed eucarioti. - Sintesi dell'RNA e struttura del gene: esoni e introni. La trascrizione. Struttura della RNA polimerasi batterica. Ruolo delle subunità. Interazioni con il DNA. Sequenze consenso. Promotori. Proteine ausiliarie. Inizio e allungamento del trascritto. Unità di trascrizione. Terminazione, attenuazione ed antiterminazione. - Controllo dell’espressione genica in organismi semplici. Controlli trascrizionali. Modifica della specificità della RNA polimerasi: il fattore sigma. La scoperta dell’operone lattosio. Inducibilità. Controllo coordinato. Induttori e repressori trascrizionali. Interazione repressore DNA: specificità, siti ad alta e bassa affinità, effetti allosterici, domini. Regolazioni positive e negative. Caratteristiche strutturali comuni nelle proteine che regolano i geni. - Traduzione. Struttura e funzione dei componenti della macchina per la sintesi proteica. Ribosomi, rRNA e tRNA. Riconoscimento del messaggero: RBS. Fattori di inizio, allungamento e terminazione. Centri attivi. La decifrazione del codice genetico. Il riconoscimento codone-anticodone e il concetto del tentennamento. Amminoacil-tRNA sintetasi e il riconoscimento dei tRNA. Proofreading: controlli cinetichi e chimici. Siti di sintesi e di editing. Il controllo del corretto appaiamento nel ribosoma. Soppressori. - Regolazioni post-trascrizionali. Controllo della traduzione. Attivatori e repressori traduzionali. Stabilità dei trascritti. Circuiti di regolazione genica, alcuni esempi. - Organizzazione di genomi fagici e strategie infettive. Espressione genica sequenziale. Lisi e lisogenia: fago lambda. Controllo autogeno dell’espressione. Attivazione del profago. Interruttori e sensori molecolari. Cooperatività e competizione. - DNA ricombinante come strumento della ricerca di base e applicata. Clonaggio di una sequenza di DNA. Formazione del DNA chimerico. Enzimi di restrizione. Ligasi. Vettori: plasmidi, vettori virali, cosmidi, fosmidi, BAC. Trasformazione batterica. Tecniche analitiche di base: gel elettroforesi, Southern, Northern e Western blotting. Isolamento di geni. Librerie genomiche e di cDNA. Selezione dei ricombinanti. Sonde: oligonucleotidi e anticorpi. Amplificazione di DNA in vitro: PCR. Sequenziamento di DNA. Interpretazione delle sequenze. Vettori di espressione. Geni reporter.

L'esame prevede una prova scritta, con domande multiple e domande aperte riguardanti sia le lezioni frontali che le esercitazioni di laboratorio. La comprensione delle metodiche di laboratorio, spiegate a lezione ed eseguite ad esercitazione, verrà inoltre valutata tramite un questionario impartito dopo le esercitazioni.

Il 90% del voto finale dipenderà dal risultato ottenuto nella prova scritta. Il rimanente 10% del voto finale dipenderà dalla valutazione del questionario impartito dopo le esercitazioni. In questo modo gli studenti sono incoraggiati ad interagire più attivamente con il professore e gli esercitatori durante le esercitazioni, mettendo in pratica quanto imparato a lezione.

Krebs, J. E., et al., Lewin’s Genes X. : Jones and Bartlett Publisher, 2011 Krebs, J. E., et al., Il gene X. : Zanichelli, 2012 Watson, J. D., et al., Biologia Molecolare del Gene. : Zanichelli, 2009

Il libro di testo "Il gene X" è utilizzato anche dal professore di Biologia Molecolare 2 (corso del terzo anno). Le diapositive di ciascuna lezione, così come i protocolli delle esercitazioni, saranno rese disponibili in formato .ppt e .pdf.