Scheda Insegnamento: BIOLOGIA MOLECOLARE A.A. 2017/2018
  • Corso di Laurea: SCIENZE BIOLOGICHE (L-13)
  • Codice: 15292
  • Crediti: 9
  • Anno Off. Formativa: 2017/2018
  • Anno di Corso: 3
  • Erogazione: I semestre
  • Docente: SARA RINALDUCCI

Programma

a) OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo del corso è fornire una descrizione della struttura molecolare e della funzione degli acidi nucleici. Si propone di favorire l’acquisizione, da parte degli studenti, di solide conoscenze di base della biologia molecolare per affrontare lo studio e la comprensione dell’organizzazione e dell’evoluzione dei genomi, ma soprattutto dei meccanismi molecolari che, in procarioti e eucarioti, sottendono e regolano il mantenimento ed il flusso dell’informazione genetica. Una parte del corso sarà dedicata allo smistamento delle proteine nei vari compartimenti sub-cellulari o rilascio extra-cellulare. Infine, lo studente apprenderà le basi della comunicazione intracellulare attraverso lo studio delle vie di trasduzione del segnale responsabili di risposte a breve termine.

b) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE. Possedere le nozioni fondamentali di biochimica alla base della struttura degli acidi nucleici, per capirne la funzione biologica. Aver acquisito i concetti e le conoscenze necessarie per la comprensione delle basi molecolari e cellulari dei processi di replicazione, trascrizione e traduzione del materiale genetico in procarioti ed eucarioti. Comprendere i rapporti tra struttura, funzioni, compartimentazione, traffico e turnover delle proteine.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE. Saper utilizzare le nozioni teoriche apprese durante il corso per un'analisi critica dei meccanismi molecolari alla base della vita.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO. Essere in grado di discutere il ruolo dei processi cellulari descritti a lezione, aumentando la capacità di tradurre, in termini applicativi, i concetti teorici acquisiti.
ABILITÀ COMUNICATIVE. Dimostrare di saper riassumere e presentare in maniera efficace le informazioni acquisite. Sviluppare la capacità di utilizzo della corretta terminologia.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO. Essere in grado di afferrare, rielaborare e discutere i temi scientifici affrontati a lezione, anche nelle loro implicazioni evolutive.

c) PROGRAMMA

GLI ACIDI NUCLEICI. Struttura del DNA. La doppia elica e l’appaiamento delle basi secondo il modello di Watson-Crick (DNA B). Strutture secondarie alternative del DNA (DNA A, DNA Z). Topologia del DNA (superavvolgimenti, topoisomerasi). Denaturazione e rinaturazione del DNA. Il DNA degli organelli (mitocondri e cloroplasti). La struttura dell’RNA. Ripiegamenti spaziali dell’RNA.

ORGANIZZAZIONE ED EVOLUZIONE DEL GENOMA. Il gene: definizione e struttura nei procarioti ed eucarioti. Sequenze uniche e sequenze ripetute del DNA, regioni codificanti e non codificanti. I nucleosomi ed organizzazione della cromatina. Modificazioni chimiche delle code istoniche e significato funzionale. Metilazione del DNA.

REPLICAZIONE DEL DNA. Struttura e funzione della DNA polimerasi. Fedeltà e processività della DNA polimerasi. DNA polimerasi specializzate. DNA elicasi. Meccanismo di replicazione del DNA: fase di inizio, sintesi dei filamenti, forcella di replicazione, terminazione, telomeri e telomerasi. Regolazione della replicazione in procarioti ed eucarioti.

TRASCRIZIONE NEI PROCARIOTI. RNA polimerasi. Riconoscimento dei promotori batterici. Biosintesi e maturazione dell’RNA: fase di inizio, allungamento e terminazione.

TRASCRIZIONE NEGLI EUCARIOTI. Promotori eucariotici. RNA polimerasi I, II e III. Differenze rispetto ai procarioti nel meccanismo di trascrizione.

PRINCIPI DI REGOLAZIONE DELLA TRASCRIZIONE. Repressori ed attivatori. Domini di legame al DNA presenti nei regolatori trascrizionali. Esempi di regolazione dell’espressione genica nei procarioti ed eucarioti.

MATURAZIONE DELL’RNA. Processi di maturazione di tRNA e rRNA. Modificazioni degli mRNA eucariotici: capping, poliadenilazione, editing. Meccanismo di splicing: chimica della reazione, assemblaggio dello spliceosoma, splicing alternativo.

TRADUZIONE DELL'INFORMAZIONE GENETICA. Meccanismo della sintesi proteica negli eucarioti. Esempi di regolazione della traduzione. Non sense-mediated e non stop decay (NMD, NSD).

SMISTAMENTO DELLE PROTEINE E CENNI SULLE MODIFICHE POST-TRADUZIONALI. Ruolo delle sequenze segnale. Indirizzamento delle proteine dal citosol agli organuli citoplasmatici. Proteine di secrezione, di membrana e lisosomiali. Chaperoni molecolari. Lipidazione, glicosilazione, fosforilazione, acetilazione, metilazione, ossidazione, ubiquitinazione e sumoilazione delle proteine.

DNA MOBILE. Classi di elementi trasponibili e meccanismi di azione.

SEGNALAZIONE INTRACELLULARE. Ormoni steroidei. Recettori monopasso. Proteine G, AMPc, PKA, inositolo trifosfato, DAG e PKC. Via del Ca2+.

Testi consigliati

BIOLOGIA MOLECOLARE di F. Amaldi, P. Benedetti, G. Pesole, P. Plevani (2014-seconda ed. Casa Editrice Ambrosiana)
BIOLOGIA MOLECOLARE: principi e tecniche di M.M. Cox, J.A. Doudna, M. O'Donnel (2013-Zanichelli)
BIOLOGIA MOLECOLARE: principi di funzionamento del genoma di N.L. Craig, O. Cohen-Fix, R. Green, C.W. Greider, G. Storz, C. Wolberger (2013-Pearson)
BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA di B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter (2009-Zanichelli)

Il materiale didattico si renderà disponibile sulla piattaforma Moodle al seguente link:
https://moodle.unitus.it/moodle/course/view.php?id=482

Gli studenti non frequentanti sono incoraggiati a contattare il docente per avere informazioni sul programma e sui materiali didattici.

Propedeuticità

Si consiglia genetica e biochimica

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 72

Valutazione del profitto

Prova orale

Descrizione dei metodi di accertamento

L’esame consisterà in un colloquio con domande aperte (minimo tre) sugli argomenti trattati durante il corso. Verrà accertata l'acquisizione delle conoscenze di base relative ai processi che coinvolgono il DNA come materiale genetico, con particolare riferimento alla struttura degli acidi nucleici, ai meccanismi di duplicazione, trascrizione, modificazione dell’RNA, sintesi e smistamento delle proteine (livelli di conoscenza: superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito). Verranno inoltre verificate le capacità di analisi, di sintesi e di autonomi collegamenti intra- ed interdisciplinari (livelli: sufficiente, buono, ottimo). Nella valutazione della prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto anche della padronanza di espressione (livelli: esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).

Luogo lezioni

Largo dell'Università snc, Blocco B

Orario lezioni

L'orario verrà pubblicato sul sito del corso di studi

Comunicazioni

per appuntamento da definire inviando una mail a sara.r@unitus.it