Corso di laurea in Scienze Biologiche (L-13)

Sono necessarie conoscenze di base di Matematica, Chimica e Biochimica.

Questo insegnamento concorre agli obiettivi formativi dell'area Biochimico molecolare del corso di laurea in Scienze Biologiche  fornendo conoscenze,  capacità di apprendere,  capacità applicative,  autonomia di giudizio ed abilità comunicative nei campi della Biologia Molecolare e Genetica.  Lo studente sarà in grado di comprendere le basi dell'ereditarietà, la regolazione dell'espressione genica nel funzionamento cellulare e nello sviluppo in condizioni fisiologiche e patologiche. In particolare sarà aprofondito lo studio della  trasmissione e  ricombinazione dei caratteri ereditari, della struttura e le aberrazioni dei cromosomi. Imparerà a interpretare i risultati di incroci genetici (in piante e animali), valutare il significato dei vari tipi di mutazioni geniche e verificare le ipotesi. Aquisirà conoscenze sull'organizzazione dei genomi,  i  meccanismi molecolari della trascrizione,  traduzione e replicazione dell'informazione genetica in procarioti ed eucarioti. Il ruolo delle modificazioni epigenetiche nel controllo dell'espressione genica. Inoltre, lo studente apprenderà le basi della comunicazione cellulare,  della trasduzione del segnale e la genetica del cancro.  

La prospettiva metodologica si focalizza sull'uso di enzimi, la clonazione, il sequenziamento del DNA e trasfezioni insieme ad una acquisizione di manualità pratica di base in laboratorio mediante l'amplificazione ed analisi del DNA. 

Il  corso fornisce strumenti formativi per l'esecuzione di procedure analitico-strumentali necessarie per effettuare  indagini biologiche.  Lo studente acquisirà capacità di ragionamento critico e competenza nell'impiego del lessico relativo alla materia. L'esperienza diretta nel laboratorio   è orientato all'acquisizione di principi di sicurezza  e procedure tecnico-analitiche per  analisi di acidi nucleici.   

 

Al termine di questo insegnamento lo studente dovrà conoscere/essere in grado di: 

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE,  ANALISI CRITICA E CONOSCENZA DEL LESSICO DELLA MATERIA

1)    Analisi della trasmissione e  ricombinazione dei caratteri ereditari,

2)     Interpretare i risultati di incroci genetici,

3)    Verificare le ipotesi di trasmissione dei caratteri.

4)    Comprendere i meccanismi molecolari della regolazione genica in procarioti ed eucarioti.

5)  Comprendere i principi e metodiche dlella biologia molecolare. 

 

 CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE  

Attraverso le esercitazioni ed attività pratiche, 

1)    Estrarre DNA da cellule o tessuti

2)    Effettuare una amplificazione enzimatica del DNA

3)    Analizzare DNA mediante elettroforesi.

 

At the end of the course the student will acquire the necessary tools to:

1) Analyse   the transmission and recombination of hereditary characters,

2) Interpret the results of genetic crossings,

3) Check the character transmission hypotheses.

4) Understand the molecular mechanisms of gene regulation in prokaryotes and eukaryotes.

5) Understand the principles and methods of molecular biology.

 ABILITY TO APPLY KNOWLEDGE AND COMPREHENSION 

Through exercises and laboratory,

1) Extract DNA from cells or tissues

2) Enzymatic amplification of DNA

3) Analyze DNA by electrophoresis.

Struttura e topologia di DNA e RNA.
Impaccamento del DNA.
Metilazione ed idrossimetiulazione del DNA.
Il nucleosoma, modificazioni delle proteine istoniche.
Le tecnologie della biologia molecolare.
PCR principi ed applicazioni.
Sequenziamento del DNA.
Analisi dell'espressione genica a livello genomico.   
Controllo trascrizionale in procarioti.  
Ciclo litico e lisogenico del fago lambda.
Controllo trascrizionale in eucarioti.
Struttura della cromatina ed espressione genica.
Modificazioni epigenetiche che controllano l'espressione genica. Maturazione degli RNA in eucarioti.
La traduzione in procarioti ed eucarioti.
La replicazione del DNA in batteri, eucarioti e retrovirus.
Comunicazione cellular, trasduzione del segnale.

Leggi della trasmissione dei caratteri ereditari.

Meccanismi di ricombinazione negli eucarioti e nei procarioti.
Mappatura dei geni sui cromosomi.
Meccanismi genetici di determinazione del sesso.
Morfologia dei cromosomi.
Il cariotipo dell'uomo.
Mutazioni cromosomiche di numero e di struttura.
I gruppi sanguigni dell'uomo.
Patologie genetiche umane.
Ricombinazione somatica.
Organizzazione ed evoluzione dei genomi.
Genetica del cancro, oncogeni ed oncosoppressori.

 

Tutte le lezioni si terranno in presenza. La modalità a distanza (in streaming) potrà essere introdotta su indicazione dell'Ateneo in base alle misure sanitarie relative allo sviluppo della pandemia di COVID-19. Le esercitazioni si svolgeranno in presenza. Il materiale didattico sarà caricato su Campusnet. Le comunicazioni verranno inviate tramite email agli iscritti al corso su Campusnet.

Per raggiungere gli obiettivi formativi di questo insegnamento, si prevedono lezioni frontali (80 ore) e attività di esercitazioni di laboratorio a posto individuale (8 ore). Il corso integra le conoscenze sulla struttura del genoma, della cromatina, ereditarietà dei caratteri e meccanismi molecolari che controllano l'espressione dei geni per comprendere i fenotipi determinati dai geni e mutazioni geniche.  

 

Esame scritto in presenza con  12 domande aperte. Parameri di valutazione : le domande sono tese a valutare l'acquisizione dei concetti di base della genetica e biologia molecolare e la capacità di applicare le nozioni acquisite con esercizi. Capacità di sintesi. Capacità di ragionamento critico. Competenza nell'impiego del lessico specialistico. Tempo di svolgimento 50 minuti. 

La prova d'esame potrà essere svolta a distanza, tramite collegamento video, nei casi e nelle modalità raccomandate dall'Ateneo in base alle misure sanitarie relative allo sviluppo della pandemia di COVID-19.

Laboratorio per analisi del DNA: Estrazione, purificazione del DNA, Amplificazione enzimatica (PCR) analisi del DNA amplificato mediante elettroforesi. 

Materiale on line delle lezioni.

Genetica - B.A. Pierce  Ed.  Zanichelli

Genes XII - B. Lewin (ed. Oxford University press in lingua inglese).