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Oggetto:
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BIOLOGIA MOLECOLARE

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MOLECULAR BIOLOGY

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Anno accademico 2014/2015

Codice dell'attività didattica
MFN1352
Docente
Prof. Salvatore Oliviero (Titolare)
Corso di studi
Scienze Biologiche D.M. 270
Anno
2° anno
Periodo didattico
I semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD dell'attività didattica
BIO/11 - biologia molecolare
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia d'esame
Orale
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Lo studente acquisirà una conoscenza di base sui meccanismi molecolari responsabili del mantenimento, replicazione, trascrizione e traduzione dell’informazione genetica, relativi ad uno specifico contesto cellulare. La prospettiva metodologica di base, si focalizza sulla clonazione, sequenziamento del DNA e trasfezioni e costituisce una ulteriore finalità del corso, insieme ad una acquisizione di manualità pratica di base per l’amplificazione ed analisi del DNA. Inoltre, lo studente apprenderà le basi della comunicazione cellulare e della trasduzione del segnale, insieme ai meccanismi fondamentali della proliferazione e del controllo del ciclo cellulare, e del differenziamento, migrazione, omeostasi e turnover cellulare.
The student will acquire a basic understanding of the molecular mechanisms responsible for the maintenance, replication, transcription, and translation of genetic information. The basic methodological perspective, focuses on the cloning, DNA sequencing and transfections and is a further purpose of the course, together with a manual acquisition of basic practice for the amplification and analysis of DNA. In addition, the student will learn the basics of cellular communication and signal transduction, together with the fundamental mechanisms of proliferation and cell cycle control, and differentiation, migration, homeostasis and cell turnover.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto.
Written test.

La verifica si svolge principalmente con prova scritta(*) organizzata in due parti: A) La sezione A contiene 30 domande, a risposta multipla o a completamento o di riconoscimento su concetti fondamentali. Sbarramento? Max 18/30. Se non si raggiunge 18/30 non si va al B/C (insieme). B) La parte B contiene 40 domande come sopra su aspetti più specifici di tutti gli argomenti trattati nel corso. C) Nella parte C ci sono 12 domande aperte/problemi simili a quanto svolto su Moddle. Verrà valutata la partecipazione alle esercitazioni on-line e verrà aggiunto 1 punto al voto finale d'esame a chi avrà eseguito un'elevata percentuale di esercizi on line (piattaforma Moodle). Valutazione complessiva. Gli studenti che hanno raggiunto la sufficienza sono ammessi all¿orale. La prova orale è unica e verte sull¿insieme del programma del corso. In funzione del voto raggiunto nei test e del livello di partecipazione alle attività on-line, lo studente potrà rinunciare alla parte orale.
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Programma


STRUTTURA E TOPOLOGIA DI DNA e RNA. Nucleotidi. Superavvolgimento. Strutture secondarie. Denaturazione e rinaturazione. Enzimi che agiscono sul DNA. Genoma umano.
IMPACCAMENTO DEL DNA. Le proteine della cromatina. Il nucleosoma, modificazioni delle proteine istoniche, sensibilità alla nucleasi micrococcica, ipersensibilità alla DNAasi I. Metilazione ed idrossimetiulazione del DNA, isole GpC. LE TECNOLOGIE DELLA BIOLOGIA MOLECOLARE. Vettori plasmidici. Enzimi di restrizione e di modificazione del DNA. Clonazione e manipoloazione di geni clonati. P.C.R. principi ed applicazioni. Sequenziamento del DNA. Genoma umano. Metodi per lanalisi dell’espressione genica a livello genomico: microarray, RNA-Seq. CONTROLLO TRASCRIZIONALE IN PROCARIOTI. Promotori di procarioti. L'RNA polimerasi batterica, il ruolo dei fattori sigma nella sporulazione e shock termico. La terminazione della trascrizione. Operone del lattosio: interazione con il repressore, mutanti costitutivi, reppresione da cataboliti. Attenuazione.
CICLO LITICO E LISOGENICO DEL FAGO LAMBDA. Ciclo litico e lisogenico, Immunita’. Struttura e funzione cI, cro, pN, cII, cIII. Regolazione dei promotori PRE e PRM. I controllo negativo, il controllo positivo, l'antiterminazione. Integrazione ed escissione dal DNA batterico.
CONTROLLO TRASCRIZIONALE IN EUCARIOTI. L'RNA polimerasi. I fattori generali della trascrizione. Complesso trascrizionale. Promotori eucariotici ed enhancer. Regolatori della trascrizione. Caratteristiche dei domini di interazione con il DNA e di attivazione trascrizionale. Modelli di attivazione trascrizionale. La variabilità di regolazione dei promotori di eucarioti. Struttura della cromatina ed espressione genica. Modificazioni epigenetiche che controllano l’espressione genica. MATURAZIONE DEGLI RNA IN EUCARIOTI. hnRNA, Capping, Poliadenilazione. Processamento di tRNA, rRNA ed mRNA. Ruolo dei piccoli RNA nello spicing. Formazione dello spliceosoma. Autosplicing. Splicing alternativi. Proprietà catalitiche dell'RNA. Trasporto di RNA nucleo-citoplasma.
LA TRADUZIONE IN PROCARIOTI ED EUCARIOTI. tRNA, Sintetasi e Codice genetico, tRNA sopppressori. L'assemblaggio del complesso traduzionale sull'RNA. Regolazione traduzionale della sintesi proteica. RNA interference e microRNA, RISC. LA REPLICAZIONE DEL DNA IN BATTERI, EUCARIOTI E RETROVIRUS. Origine di replicazione di E. coli. e di plasmidi. Origini di replicazione di eucarioti. DNA polimerasi. Sintesi delle emieliche guida e tardiva. Replicazione di Retrovirus, eventi di trasduzione nel genoma virale.
TRASDUZIONE RECETTORI DI MEMBRANA. proteine-G trimeriche, PLC beta. RTK e per citochine: PLC gamma, PI3-k, via di Ras e delle MAPK, JAK, STAT. Recettori serine-treonine cinasi Recettori nucleari.
STRUCTURE AND TOPOLOGY DNA and RNA. Nucleotides. Supercoiling. Secondary structures. Denaturation and renaturation. Enzymes acting on DNA. DNA packing. The proteins of chromatin. The nucleosome, modifications of histone proteins, sensitivity to micrococcal nuclease, DNase I hypersensitivity and hydroxymethylation methylation of DNA, GpC islands. THE TECHNOLOGY OF MOLECULAR BIOLOGY. Plasmid vectors. Restriction enzymes and modification of DNA. Cloning and manipulation of cloned genes. P.C.R. principles and applications. DNA sequencing. Human genome. Methods expressive for analysis of gene expression at the genomic level: microarray, RNA-Seq. TRANSCRIPTION CONTROL IN PROKARYOTES. Promoters of prokaryotes. The bacterial RNA polymerase, the role of sigma factors in sporulation and heat shock. The termination of transcription. The lactose operon: interaction with the repressor mutants constitutive catabolite reppresione. Attenuation. Lytic and lysogenic phage Lambda. Lytic cycle and lysogenic, Immunity '. Structure and function cI, cro, pN, cII, CIII. Adjusting the PRE and PRM promoters. The negative control, positive control, the antitermination. Integration and excision by the bacterial DNA. TRANSCRIPTION CONTROL IN EUKARYOTES. The RNA polymerase. The general transcription factors. Transcriptional complex. Eukaryotic promoters and enhancer. Transcription regulators. Characteristics of the domains of interaction with DNA and transcriptional activation. Models of transcriptional activation. The variability of the regulation of eukaryotic promoters. Chromatin structure and gene expression. Epigenetic modifications that control gene expression. RNA MATURATION IN EUKARYOTES. hnRNA, capping, polyadenylation. Processing of tRNA, rRNA and mRNA. The role of small RNAs in the spicing. Formation of the spliceosome. Autosplicing. Alternative splicing. Catalytic properties of RNA. Nucleus-cytoplasm transport of RNA. TRANSLATION in prokaryotes and eukaryotes. tRNA synthetase and the genetic code, tRNA sopppressori. The assembly of the complex translational RNA. Translational regulation of protein synthesis. RNA interference and miRNA, RISC. DNA REPLICATION IN BACTERIA AND EUKARYOTES RETROVIRUS. Origin of replication of E. coli. and plasmids. Replication origins of eukaryotes. DNA polymerase. Summary of emieliche guide and late. Replication of retroviruses, transduction events in the viral genome. CELL SIGNALING. Membrane receptors. Signal transduction.

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Testi consigliati e bibliografia


Genes X - B. Lewin (ed. Oxford University press in lingua inglese / edizione italiana Zanichelli.
Dai geni ai genomi – J. Dale, M. von Schantz (ed EdiSES) DNA ricombinante - Watson , Gilman, Witrowski , Zoller (ed. italiana Zanichelli)
Biologia Molecolare della cellula - Alberts e altri (ed. italiana Zanichelli)

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Note

Curriculum Cellulare Biomolecolare, Ecologico Ambientale, Tecnico Analitico

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Ultimo aggiornamento: 13/05/2015 09:38
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