Università degli studi dell'Insubria

GENETICA

A.A. di erogazione 2019/2020
Insegnamento obbligatorio

Laurea triennale in BIOTECNOLOGIE
 (A.A. 2019/2020)
Anno di corso: 
1
Tipologia di insegnamento: 
Base
Settore disciplinare: 
GENETICA (BIO/18)
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
8
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
68
Dettaglio ore: 
Lezione (56 ore), Esercitazione (12 ore)

Il Corso di Genetica è volto a rendere familiare lo studente con i meccanismi ereditari della trasmissione dei caratteri, a comprendere i meccanismi di base del funzionamento dei geni, con particolare riguardo alla relazione tra tipo di mutazione e fenotipo, e della regolazione dell’espressione genica. Al termine del corso lo studente sarà in grado di identificare i modelli di trasmissione ereditaria più comuni negli eucarioti, di fare previsioni circa la progenie di un incrocio. Avrà inoltre acquisito le basi di genetica molecolare (struttura e replicazione del DNA, organizzazione del nucleo e della cromatina), saprà formulare semplici modelli circa i processi evolutivi e, in generale, valutare gli effetti della variazione a livello genetico ai vari livelli (mutazioni a livello nucleotidico, cromosomico, genomico) sui processi biochimici, fisiologici e biologico-molecolari. Verranno anche fornite conoscenze di base di genetica batterica e virale e dei metodi di ingegneria genetica.
Lo studente dovrà dimostrare di aver compreso e saper discutere criticamente i concetti alla base dell’ereditarietà, di saper cogliere le connessioni tra la trasmissione dei geni e dei cromosomi alla meiosi e l’ereditarietà dei caratteri, prevedendo le conseguenze di alterazioni dei normali meccanismi di ereditarietà; di comprendere le potenziali applicazioni biotecnologiche degli elementi e processi esaminati nella genetica molecolare. Inoltre, dovrebbe acquisire la capacità di estrarre e sintetizzare le informazioni rilevanti da un testo di genetica o biologia molecolare, di saper comunicare in maniera chiara ed efficace sia oralmente che in forma scritta, utilizzando una terminologia appropriata e di utilizzare queste conoscenze per rispondere a quesiti genetici. Al termine del corso, lo studente sarà in grado di seguire corsi di genetica umana e di genetica avanzata.

Per comprendere appieno gli argomenti dell'insegnamento non sono previste propedeuticità, ma è consigliata la conoscenza della parte dell'insegnamento di Citologia e Istologia riguardante l’organizzazione della cellula procariote ed eucariote e dei processi di mitosi e meiosi.

Lezioni frontali (56 ore, 7 CFU)
Genetica classica (16 ore, 2 CFU)
◦ Richiami sulla struttura cellulare in animali e piante; cromosomi, mitosi e meiosi, importanza biologica e genetica della meiosi.
◦ Il metodo mendeliano. Incrocio di linee pure, F1 ed F2. La segregazione e l’assortimento indipendente. Geni ed alleli, fenotipo e genotipo. Incrocio di un monoibrido; Reincrocio. Incrocio di diibridi e triibridi. Alleli multipli. Alleli letali. Analisi mendeliana nell’uomo: alberi genealogici. L’interazione tra geni.
◦ Cenni di calcolo delle probabilità. Il concetto di test statistico. Le distribuzioni di frequenza, la distribuzione binomiale. Il test del χ2.
◦ La teoria cromosomica dell’eredità. Gli esperimenti di Morgan, l’eredità legata al sesso. Concatenazione e ricombinazione tra geni. Reincrocio e mappatura. L’incrocio a tre punti.
Genetica di popolazioni (4 ore, 0.5 CFU)
◦ Popolazione mendeliana, pool genico, frequenze alleliche e genotipiche. La legge di Hardy-Weinberg.
◦ Effetti della mutazione, del flusso genico, della selezione e della deriva genetica sul pool genico delle popolazioni. L’inbreeding, il differenziamento tra popolazioni.
La natura del materiale genetico (6 ore, 0.75 CFU)
◦ Identificazione del materiale genetico. Struttura e replicazione del DNA.
Funzione e struttura del gene (8 ore, 1 CFU)
◦ L’ipotesi un gene-un enzima.
◦ Colinearità gene-proteina.
◦ Il codice genetico: caratteristiche e decifrazione. Universalità.
◦ La trascrizione. L’organizzazione dei geni interrotti.
◦ La traduzione.
◦ Mutazioni geniche: base molecolare delle mutazioni e loro frequenza. Sistemi di riparazione del DNA. Reversione e soppressione. Cenni sulla struttura fine del gene negli eucarioti.
Variazioni dell’organizzazione genomica (6 ore, 0.75 CFU)
◦ Organizzazione e complessità del genoma
◦ Mutazioni cromosomiche: delezioni, duplicazioni, inversioni e traslocazioni. Loro effetti genetici.
◦ Mutazioni genomiche: variazioni del numero dei cromosomi, poliploidia.
Meccanismi di scambio di tipo sessuale nei batteri (4 ore, 0.5 CFU)
◦ Trasformazione, coniugazione e trasduzione.
Regolazione dell’espressione genica (8 ore, 1 CFU)
◦ I concetti generali della regolazione.
◦ La regolazione nei procarioti: l’operone lac e l’operone trp in E. coli.
◦ Cenni sulla regolazione dell’espressione genica negli eucarioti: regolazione a livello della cromatina e accessibilità del promotore, lo splicing alternativo, i microRNA.
Nozioni di base di genetica molecolare e ingegneria genetica (4 ore, 0.5 CFU)
◦ Il sistema di modificazione/restrizione batterico e gli enzimi per le tecnologie del DNA ricombinante.
◦ La reazione di amplificazione del DNA mediante PCR.

Esercitazioni (12 ore, 1 CFU)
Durante le esercitazioni in aula, alla presenza del docente, ma stimolando la partecipazione attiva degli studenti, verranno svolti esercizi riguardanti in particolare la genetica classica, quali l’analisi e la previsione dei risultati di incroci, la costruzione di alberi genealogici, lo studio delle interazioni tra geni, la costruzione di mappe genetiche e lo studio di geni associati sullo stesso cromosoma.

Gli obiettivi formativi del corso verranno raggiunti attraverso lezioni frontali corredate di presentazioni powerpoint e talvolta di filmati, per un totale di 56 ore, e esercitazioni (12 ore), che coinvolgeranno attivamente gli studenti nello svolgimento di esercizi di genetica classica, per acquisire e verificare la padronanza della materia.

La verifica delle conoscenze apprese avviene mediante una prova d’esame complessiva che comprende lo svolgimento di esercizi, analoghi a quelli svolti durante le esercitazioni in aula, ed un orale, da tenersi al termine del corso. Gli esercizi saranno volti a verificare la conoscenza della genetica classica; nell'orale si verificheranno le competenze specifiche e gli strumenti logici e metodologici acquisiti nei campi della genetica classica e molecolare, della genetica dei microrganismi e della genetica di popolazioni, oltre alla capacità dello studente di sintetizzare e comunicare le informazioni utilizzando un linguaggio appropriato. La durata media di un esame è di circa 70 minuti (includendo sia gli esercizi che l'orale) e il voto è espresso in trentesimi: l’esame è superato con un punteggio di almeno 18/30.

È consigliato l’utilizzo di uno tra i seguenti libri di testo:
- Russell. Genetica. Un approccio molecolare. Pearson.
- Pierce. Genetica. Zanichelli.
- Snustad & Simmons. Principi di genetica. Edises.
- Binelli & Ghisotti. Genetica. Edises.
- Klug, Cummings & Spencer. Concetti di Genetica. Pearson.

Le presentazioni Powerpoint usate durante le lezioni saranno disponibili sull’e-learning, ma si consiglia la frequenza alle lezioni e soprattutto alle esercitazioni.

Gli studenti possono contattare il docente via e-mail (per questioni e spiegazioni relative ad argomenti del corso. È essenziale mandare le e-mail con il proprio indirizzo istituzionale, avente il dominio @studenti.uninsubria.it. 

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A.A. 2018/2019

Anno di corso: 1
Curriculum: INDIRIZZO GENERALE

A.A. 2017/2018

Anno di corso: 1
Curriculum: INDIRIZZO GENERALE

A.A. 2016/2017

Anno di corso: 1
Curriculum: INDIRIZZO GENERALE

A.A. 2015/2016

Anno di corso: 1
Curriculum: INDIRIZZO GENERALE