Genetica generale ed evoluzionistica (coorte 2011/2012)

Oggetto:

Genetica generale ed evoluzionistica (coorte 2011/2012)

Oggetto:

General and Evolutionary Genetics

Oggetto:

Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica

MFN1307

Docenti

Gabriella Sella
Prof. Salvatore Oliviero

Corso di studi

Scienze Biologiche D.M. 270

Anno

2° anno

Periodo didattico

II semestre

Tipologia

--- Nuovo Ordinamento ---

Crediti/Valenza

SSD dell'attività didattica

BIO/13 - biologia applicata
BIO/18 - genetica

Modalità di erogazione

Tradizionale

Lingua di insegnamento

Italiano

Modalità di frequenza

Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie

Tipologia d'esame

Scritto ed orale

Modalità d'esame

Scritto e orale separati.

Il corso viene diviso in tre parti che costituiscono gli argomenti di tre prove scritte, organizzate secondo un modello a risposta multipla e domande aperte. A richiesta dello studente un risultato positivo ottenuto nelle prove scritte può essere integrato mediante colloquio orale. Il mancato superamento di una o più prove scritte richiede una verifica orale sulle parti corrispondenti. Il voto finale sarà calcolato in base allesito delle prove scritte (se sufficienti), oppure in base ad una prova orale su tutto il programma.

Prerequisiti

Conoscenza della divisione cellulare ( mitosi e meiosi )
Conoscenza di base della struttura e replicazione del DNA, codice genetico, struttura e funzione delle proteine
Conoscenze di base di Zoologia

Oggetto:

Obiettivi formativi

Il corso fornisce conoscenze sull’organizzazione dei genomi, sulla trasmissione e ricombinazione dei caratteri ereditari, sulla struttura e le aberrazioni dei cromosomi e sulla dinamica dei geni nelle popolazioni. Lo studente imparerà a interpretare i risultati di incroci genetici (in piante e animali), valutare il significato, per l’individuo e per la popolazione, dei vari tipi di mutazioni geniche, stimare se una popolazione è in equilibrio genetico e verificare ipotesi per spiegare la dinamica delle popolazioni che non lo sono.
Nel modulo di Evoluzione Molecolare verrà fornito un panorama delle dinamiche evolutive a livello molecolare, delle forze che determinano i processi evolutivi, dei processi evolutivi rivelati dai dati molecolari, degli effetti dei diversi meccanismi molecolari sulla struttura dei geni e dei genomi in una prospettiva evolutiva. Lo studente dovrà essere in grado di riconoscere e di saper correttamente e criticamente interpretare le dinamiche genomiche e geniche nel contesto evolutivo.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Meccanismi di ereditarietà
Aspetti evoluzionistici

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Analisi della biodiversità
Procedure metodologiche e strumentali ad ampio spettro per la ricerca biologica

AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Valutazione e interpretazione di dati sperimentali di laboratorio

ABILITÀ COMUNICATIVE
Elaborazione e presentazione dati

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Consultazione di materiale bibliografico
Strumenti conoscitivi di base per l'aggiornamento continuo delle conoscenze

Oggetto:

Modulo GENETICA GENERALE
Leggi della trasmissione dei caratteri ereditari
Meccanismi di ricombinazione del patrimonio ereditario negli eucarioti e nei procarioti
Mappatura dei geni sui cromosomi
Mecanismi genetici di determinazione del sesso
Morfologia dei cromosomi degli organismi superiori. Il cariotipo dell’uomo
Mutazioni cromosomiche di numero e di struttura. Patologie cromosomiche nell’uomo
Variabilità genetica nelle popolazioni naturali. Frequenze alleliche e genotipiche.
La legge di Hardy-Weinberg
Struttura genetica delle popolazioni: conseguenze della mutazione, migrazione, deriva genetica, unione assortativa e selezione naturale. Concetto di fitness.
I gruppi sanguigni dell’uomo. Patologie genetiche umane.
Organizzazione ed evoluzione dei genomi

Modulo GENETICA EVOLUZIONISTICA
L'evoluzione molecolare come studio dell'evoluzione dei geni e dei genomi nei contesti organismici ed ecologici.
Strutura dei genomi. C-values. Evoluzione della struttura e della regolazione dei geni. DNA genico e non-genico.
Meccanismi di evoluzione genica. Omologia e analogia genica. Tipi di duplicazione genica. Esempi di geni codificanti proteine multidominio e a mosaico. Origine delle famiglie geniche. Esempi di famiglie geniche. Pseudogeni. Meccanismi e limitazioni dell'exon-shuffling. Geni sovrapposti. Splicing alternativo. Condivisione genica. Evoluzione concertata nelle famiglie geniche.
Evoluzione per trasposizione. Diversi tipi di elementi genetici mobili. Diversi meccanismi di trasposizione. Ruolo degli elementi genetici mobili nel modellare i genomi e nel modificare l'espressione genica. Disgenesi degli ibridi.
Cenni di filogenesi molecolare

General Genetics
Mendel's Laws of heredity. Genetic recombination in eukaryotes and prokaryotes. Chromosomes and Genetic Mapping. Genetics of Sex Determination. Organization and evolution of the genomes. The human karyotype, structure of the cromosomes and chromosomal abnormalities. Genetic variation in natural populations, allele and genotype frequencies. Hardy-Weinberg equilibrium and its deviations. Introduction to human polymorphisms. Organization and evolution of the genomes.

Evolutionary Genetics
Molecular evolution as the study of gene and genomic evolution in the organismal and ecologic context.
Evolution of genome organisation. C-values. Genic and non-genic DNA.
Mechanisms of gene evolution. Orthology and paralogy. Convergent gene evolution. Gene duplications and the origin of gene families. Pseudogenes. Concerted evolution. Genes encoding multidomain and mosaic proteins. Mechanisms and restrictions of exon shuffling. Overlapping genes. Gene sharing.
Evolution by transposition. Classes of mobile genetic elements and different mechanism of transposition. Influence of mobile genetic elements in shaping host genomes and in affecting gene regulation.
Use of molecular diversity/divergence to infer phylogenetic relationships among organisms.

Descrizione

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito internet.
http://biologia.campusnet.unito.it/cgi-bin/home.pl

I testi base consigliati per il corso sono:
D.L. Hartl & E.W. Jones, Genetica in una prospettiva genomica, Idelson-Gnocchi Editore, 2006

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