Università degli studi dell'Insubria

BIOLOGIA MOLECOLARE-modulo di Biologia Molecolare

A.A. di erogazione 2018/2019
Insegnamento obbligatorio

Laurea triennale in BIOTECNOLOGIE
 (A.A. 2017/2018)
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)

Il corso fornisce una descrizione della struttura molecolare e della funzione degli acidi nucleici, e tratta dei processi attraverso i quali l’informazione genica si traduce in prodotti proteici e non (replicazione, trascrizione e traduzione). Si propone inoltre di favorire l’acquisizione di solide conoscenze base di Biologia Molecolare, in modo che gli studenti possano studiare e comprendere i meccanismi molecolari che, in procarioti e eucarioti, regolano il il flusso dell’informazione. 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: primi studi su DNA, RNA e proteine; Definizione del dogma centrale.
DNA: struttura e conformazione; Topoisomerasi.
Tecniche di Biologia Molecolare (0.75 CFU, 6 ore)
Plasmidi, batteriofagi, virus; Preparazione ed analisi degli acidi nucleici; Enzimi per la manipolazione del DNA and RNA;
Clonaggio e vettori di clonaggio e espressione; Trasformazione e selezione.
PCR: principi base, RT-PCR, sequenziamento.
DNA: livelli di organizzazione strutturale e loro significato (0.25 CFU, 2 ore)
Ruolo delle proteine istoniche, nucleosomi, cromatina e cromosomi.
Replicazione del DNA in procarioti e eucarioti (0.5 CFU, 4 ore)
Il modello del replicone e le origini di replicazione; DNA polimerasi (reazioni catalizzate, accuratezza e fedeltà). La forcella replicativa e il complesso del replisoma; allungamento, terminazione e loro regolazione.
Ricombinazione omologa e meccanismi di riparazione del DNA in procarioti e eucarioti (0.75 CFU, 6 ore)
Modelli di ricombinazione; La ricombinazione nella riparazione delle lesioni sul DNA.
Mutazioni e alterazioni cromosomiche; Riparazione diretta del danno; BER, NER, mismatch repair; Meccanismi di tolleranza.
Ricombinazione sito specifica e Trasposizione (0.25 CFU, 2 ore)
Meccanismi, fattori proteici e attività enzimatiche coinvolti; Trasposoni e retrotrasposoni.
L’RNA e la trascrizione (1 CFU, 8 ore)
RNA: tipi e struttura; Meccanismi molecolari nella trascrizione dei procarioti; RNA polimerasi: struttura/funzione; Promotori; Fasi del processo.
Meccanismi molecolari nella trascrizione degli eucarioti; RNA polimerasi I, II e III; Promotori specifici; fasi del processo.
Introduzione ai meccanismi di regolazione in eucarioti e procarioti; Elementi di regolazione in cis e in trans; Concetto di operone, regolazione negativa e positiva; motivi di legame al DNA delle proteine regolatrici; Enhancers e silenziatori genici; Rimodellamento della cromatina.
Processamento e maturazione degli RNA eucariotici (0.5 CFU, 4 ore)
Maturazione degli mRNA: incappucciamento, poliadenilazione e splicing degli introni; Accenni alle modificazioni post-trascrizionali degli rRNA e tRNA.
RNA editing; trasporto e stabilità.
Sintesi proteica (1 CFU, 8 ore)
Ribosomi: rRNA e proteine ribosomali, struttura e funzione; Aminoacil-tRNA e amino acil-tRNA sintetasi
Struttura, proprietà e utilizzo del codice genetico; Interazione codone-anticodone (tentennamento e degenerazione del codice).
La traduzione dell’informazione genica: inizio, allungamento, traslocazione e terminazione, in procarioti e eucarioti.
Modifiche post-traduzionali delle proteine
Regolazione dell’espressione genica in procarioti e eucarioti (0.5 CFU, 4 ore)
Regolazione a livello trascrizionale: operone lattosio e 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 4 domande aperte e 5 a risposta multipla, 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 24 potranno optare per una prova orale volta al miglioramento della valutazione.

Slide delle lezioni scaricabili dal sito Elearning
Biologia Molecolare: struttura e dinamica di genomi e proteomi; J. Zlatanova, K.E. van Holde, Ed. Zanichelli, 2018
Biologia Molecolare: principi e tecniche, M.M.Cox; Ed. Zanichelli, 2013
Biologia Molecolare (terza edizione); F. Amaldi, P. Benedetti, G. Pesole, P. Plevani, Casa Editrice Ambrosiana, 2017
Fondamenti di Biologia Molecolare, L.A.Allison, Ed.Zanichelli, 2008
Biologia Molecolare, R.F. Weaver, Ed. Mc Graw-Hill, 2009.
Biotecnologie Molecolari (seconda edizione); T.A. Brown, Ed Zanichelli, 2017

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.