Anno Accademico: 2014-2015
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L'insegnamento TACE per questo anno accademico

Titolatura Biologia molecolare
CDS Farmacia (DM270)
Docenti
Pagina webwww.cisif.farm.unipi.it/il-presidente/lezioni-di-biologia-molecolare
Anno(i) di frequenzaSecondo
Tipo di insegnamento Corso
Codici/crediti Modulo unico:027EE cfu:6
Settore scientifico - disciplinare BIO/11
Periodo lezioniPrimo semestre
Commissione: MembriLetizia Trincavelli, Laura Betti, Barbara Costa, Eleonora Da Pozzo, Claudia Martini, Antonio Lucacchini, Gino Giannaccini.
Commissione: SupplentiLionella Palego, Laura Giusti, Alessandra Fazzini.
Titolo - modulo A o unicoBiologia Molecolare: 1) dai geni alle proteine (parte generale); 2) applicazione ed utilizzo delle tecniche di biologia molecolare (parte specifica).
Argomento: Modulo A1) Parte generale.
Tipi di cellule: struttura delle cellule procariotiche ed eucaristiche. Gli acidi nucleici sono i depositari dell’informazione genetica. I virus: esempio di elementi non cellulari capaci di replicarsi. L’informazione per la replicazione è contenuta negli acidi nucleici. Tipi di virus.
Da DNA a proteine. I peptidi e le proteine come polimeri di amminoacidi. Il legame peptidico. Gli amminoacidi: i 20 amminoacidi che formano le proteine – proprietà chimico-fisiche. La struttura delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Proprietà e funzioni delle proteine. Studiare le proteine: separazione delle proteine (cenni).
Struttura degli acidi nucleici. I nucleotidi. Tipi di basi azotate e di pentosi che compongono gli acidi nucleici. Differenze strutturali tra DNA ed RNA. Tipi di doppia elica del DNA. DNA ed RNA polimerasi. Struttura del DNA procariotico ed eucariotico. I cromosomi ed il cariotipo cellulare. Struttura della cromatina: il nucleosoma. Gli istoni e loro interazione con il DNA. Modificazioni post-traduzionali degli istoni. Struttura del RNA messaggero (mRNA) e sua trascrizione. I codoni. Struttura del RNA transfer (tRNA) e del RNA ribosomiale (rRNA).
I geni ed i genomi. Duplicazione genica. Il gene della globina beta. Famiglie geniche. Porzioni di DNA non codificante negli eucarioti: elementi dispersi ed elementi ripetuti. I trasposoni ed i retrotrasposoni.
Dettagli della replicazione del DNA. Le DNA polimerasi di E. Coli e delle cellule di eucarioti (mammiferi). Telomeri e telomerasi. Enzimi coinvolti nella replicazione del DNA.
Ruolo delle topoisomerasi nella replicazione del DNA.
Le mutazioni: per sostituzione, delezione od inserzione. Meccanismi delle mutazioni. Meccanismi di riparazione del DNA. Metilazione del DNA e suo mantenimento durante la replicazione. Isole CpG. Mutazioni da radiazione UV. Mutazioni indotte da agenti chimici. Meccanismi di riparazione della rottura del doppio filamento di DNA
Trascrizione e processamento del RNA. Dettagli della trascrizione del RNA. Classi di RNA polimerasi. Elementi che regolano la trascrizione genica: promotori, acceleratori, silenziatori ed elementi di risposta. I repressori. Organizzazione dei geni nei procarioti: gli operoni. La trascrizione nei procarioti. Il promotore dell’operone lac di E. Coli. Regolazione della trascrizione dell’operone lac. Regolazione della trascrizione dell’operone del Trp di E. Coli. Gli elementi dei promotori eucariotici. Meccanismo di trascrizione negli eucarioti: iniziazio della trascrizione; i fattori di trascrizione. Regolazione della trascrizione negli eucarioti. Regolazione della trascrizione attraverso l’acetilazione e la deacetilazione degli istoni. Metilazione degli istoni. Motivi strutturali dei fattori di trascrizione.
Modificazioni del mRNA negli eucarioti: cappuccio di 7-metil-guanosina; meccanismo di rimozione degli introni (splicing) e splicing alternativo; poli-adenilazione all’estremità 3’. Esportazione nucleare del mRNA maturo. Editing del mRNA. Regolazione post-trascrizionale del mRNA: microRNA e siRNA. Cenni del turnover del mRNA.
Traduzione mRNA: come avviene la traduzione; attacco degli a.a. agli tRNA; ruolo dei ribosomi. Inizio della traduzione negli eucarioti e nei procarioti. Allungamento della catena polipeptidica: il ruolo del rRNA e dei fattori di allungamento. Terminazione della traduzione: i fattori di rilascio. Modificazioni post-traduzionale delle proteine

2) Parte specifica.
Concetto di clone, clonazione e clonaggio. Clonaggio del DNA. Clonaggio del DNA con l’uso di cellule: Vettori di clonaggio. Plasmidi, fagi, cosmidi e cromosoma artificiale di lievito (YAC). Enzimi di restrizione, sequenza “polylinker” e geni di resistenza agli antibiotici. Tecnologia del DNA ricombinante. I geni reporter. Vettori di espressione e loro utilizzo.
Librerie genomiche e di cDNA.
Separazione ed identificazione degli acidi nucleici: centrifugazione, elettroforesi su agaroso e poliacrilammide, Sauthern e Northen blots, ibridizzazione in situ.
Sequenziamento del DNA.
Sintesi e marcatura di oligonucleotidi.
PCR, RT-PCR e “real time” PCR quantitativa.
Oligonucleotidi antisenso e siRNA.
Animali geneticamente modificati (cenni).
Farmaci biotecnologici: proteine ricombinanti come farmaci e vaccini ricombinanti.
Terapia genica (cenni).

Testi: Modulo BTesti ufficiali
L.A. Allison “Fondamenti di biologia molecolare” (Zanichelli); B. Alberts et al. “L’essenziale di biologia molecolare della cellula, 3/E” (Zanichelli).
Testi consigliati
B. Alberts et al. “Biologia molecolare della cellula, 5/E” (Zanichelli); B. Lewin et al. "Il gene X" 2012 (Zanichelli); H. Lodish “Biologia molecolare della cellula, 3/E” (Zanichelli); H. Kreuzer and A. Massey “Biologia molecolare e biotecnologie” (Zanichelli); Watson et al. “Biologia Molecolare del gene, 6/E” (Zanichelli).


Propedeuticità richieste dal docenteBiologia Animale e Vegetale, Chimica Generale.
Modalità d'esameProva orale: con eventuale opzione per prova scritta in relazione al numero degli iscritti all'appello.

Ultimo aggiornamento: 22/4/2014

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