Università degli studi dell'Insubria

BIOLOGIA MOLECOLARE-modulo di Biologia Molecolare

A.A. di erogazione 2017/2018
Insegnamento obbligatorio

Laurea triennale in BIOTECNOLOGIE
 (A.A. 2016/2017)

Docenti

Anno di corso: 
2
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Settore disciplinare: 
BIOLOGIA MOLECOLARE (BIO/11)
Attivita' formativa capogruppo: 
Crediti: 
6
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
48
Dettaglio ore: 
Lezione (48 ore)

Presentazione
Verranno affrontate le basi molecolari della codificazione e trasmissione dell’informazione genetica e le sue applicazioni biotecnologiche.
Il corso si inserisce nel percorso formativo del II anno di corso (II semestre) e permetterà allo studente di mettere a frutto ed integrare le nozioni acquisite nei corsi di genetica e biochimica, che lo hanno introdotto alla struttura e alle funzioni delle macromolecole di interesse biologico.

Obiettivi formativi
Il corso fornisce una descrizione della struttura molecolare e della funzione degli acidi nucleici. Si propone di favorire l’acquisizione di solide conoscenze base di Biologia Molecolare, perchè gli studenti possano studiare e comprendere i meccanismi molecolari che, in procarioti e eucarioti, regolano il mantenimento ed il flusso dell’informazione genetica. Un ulteriore obiettivo del corso consiste nel permettere agli studenti di familiarizzare con le principali tecniche adottate nell’ambito della ricerca in questo campo.

Prerequisiti: 

Conoscenze di Biochimica e nozioni di Genetica.
Concetti generali di Biologia Cellulare.

Lezioni (6 CFU, 48 ore):
Introduzione (0.5 CFU, 4 ore)
Introduzione alle macromolecole biologiche: DNA, RNA e proteine (accenni su strutture e funzioni)
DNA: struttura e conformazione; Mutazioni e agenti mutageni chimici e fisici
Introduzione alle tecniche di biologia molecolare (1 CFU, 8 ore)
Tecniche di Biologia Molecolare I: analisi degli acidi nucleici (elettroforesi, ibridazione -Southern, Northern, ibridazione in situ-, sequenziamento), sintesi di oligonucleotidi, PCR e qPCR (principi e applicazioni), trascrittasi inversa, il cDNA, l’amplificazione del messaggero.
Tecniche di Biologia Molecolare II: metilazione e restrizione, enzimi di restrizione e loro utilizzo, principi base di DNA ricombinante (introduzione ai diversi vettori – plasmidi, fagi, cosmidi, BAC, YAC- e alle modalità di clonaggio).
Il DNA e la sua replicazione (1.25 CFU, 10 ore)
Concetto di gene; Organizzazione del materiale genetico nei procarioti
Organizzazione del materiale genetico negli eucarioti: cromatina, nucleosomi, istoni, cromosomi.
Replicazione semiconservativa del DNA: inizio, allungamento e terminazione; Topoisomerasi e telomerasi; DNA polimerasi procariotiche e eucariotiche
Ricombinazione (omologa e sito specifica in procarioti e eucarioti); Trasposizione
Meccanismi molecolari di riparazione del DNA in procarioti e eucarioti – fattori proteici e attività enzimatiche coinvolti
L’RNA e la trascrizione (1 CFU, 8 ore)
RNA: struttura, tipi di RNA e loro abbondanza; Meccanismi molecolari nella trascrizione dei procarioti; RNA polimerasi; Unità trascrizionale
Meccanismi molecolari nella trascrizione degli eucarioti; RNA polimerasi I, II e III; Promotori specifici; Meccanismi di regolazione (enhancers e silenziatori genici, rimodellamento della cromatina)
Processamento e maturazione degli RNA eucariotici: incappucciamento, poliadenilazione e splicing degli introni, stabilita dell’mRNA ; Accenni alle modificazioni post-trascrizionali degli rRNA e tRNA
Sintesi proteica (1.25 CFU, 10 ore)
Ribosomi: rRNA e proteine ribosomali, struttura e funzione
La sintesi dei tRNA; La sintesi dell’aminoacil-tRNA e le amino acil-tRNA sintetasi
Struttura, proprietà e utilizzo del codice genetico; Interazione codone-anticodone
La traduzione dell’informazione genica: sintesi proteica (inizio, allungamento, traslocazione e terminazione) in procarioti e eucarioti.
Regolazione (1 CFU, 8 ore)
Introduzione alla regolazione dell’espressione genica in procarioti e eucarioti; regolazione a livello trascrizionale: proteine regolatrici: controllo positivo: operone lattosio; controllo negativo:operone triptofano. Il sistema dei geni GAL e gli attivatori trascrizionali eucariotici
Altri livelli di regolazione: regolazione della traduzione (generale o specifica); la fosforilazione di eIF2 e il controllo globale della traduzione negli eucarioti; gli RNA regolatori nei procarioti; l’RNAi; le basi molecolari dell’RNA interference; i microRNA.

Il corso prevede esclusivamente lezioni frontali, durante le quali il trattamento degli argomenti oggetto di insegnamento verrà svolto con l’ausilio di presentazioni (con slides in inglese) proiettate in aula.

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

L’esame è volto a valutare le capacità raggiunte dallo studente in relazione alla conoscenza e comprensione delle basi teoriche della Biologia Molecolare e di discutere degli argomenti trattati nel corso. La prova di esame consisterà nello svolgimento di una prova scritta, durante la quale gli studenti saranno tenuti a rispondere a 5 domande aperte su argomenti che spazieranno nell’ambito dell’intero programma. L’esito dell’esame sarà in trentesimi. La prova si ritiene superata con una votazione di almeno 18/30. I candidati che abbiano riportato nella prova scritta un punteggio pari o superiore a 26 potranno optare per una prova orale volta al raggiungimento del massimo punteggio.

Slide delle lezioni scaricabili dal sito Elearning
Biologia Molecolare: principi e tecniche, M.M.Cox, Ed. Zanichelli, 2013
Biologia Molecolare del Gene, J.D. Watson Ed. Zanichelli, 2009
Il Gene X, B. Lewin, J. E. Krebs, E.S. Goldstein, S.T. Kilpatrick, Ed. Zanichelli, 2012
Fondamenti di Biologia Molecolare, L.A.Allison, Ed.Zanichelli, 2008
Biologia Molecolare, R.F. Weaver, Ed. Mc Graw-Hill, 2009.

Orario di ricevimento e recapito mail
Il docente è sempre disponibile a ricevere gli studenti, preferibilmente su appuntamento (mediante richieste all’indirizzo mail silvia.sacchi@uninsubria.it). E’ inoltre disponibile ad incontri di approfondimento o di chiarimento sugli argomenti trattati per gruppi di studenti, concordati con la medesima modalità.