Insegnamento BIOLOGIA MOLECOLARE
| Nome del corso di laurea | Scienze biologiche |
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| Codice insegnamento | 55077608 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Danika Di Giacomo |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 8 |
| Regolamento | Coorte 2022 |
| Erogato | Erogato nel 2024/25 |
| Erogato altro regolamento | Informazioni sull'attività didattica |
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Discipline biomolecolari |
| Settore | BIO/11 |
| Anno | 3 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Il corso si propone illustrare a livello molecolare alle studentesse e agli studenti i principali elementi del flusso dell’informazione genica dal gene alle proteine. Verranno trattati gli aspetti molecolari dei passaggi di conservazione dell’informazione genetica (replicazione e riparo del DNA) e di espressione del genoma (trascrizione e regolazione della trascrizione, traduzione e regolazione della traduzione). Il corso si propone inoltre di spiegare le metodologie del DNA ricombinante, del clonaggio e delle principali metodiche di biologia molecolare. |
| Testi di riferimento | J.D. Watson, T.A. Baker,S.P.Bell, A.G.Gann, M. Levine, R. Losick: Biologia Molecolare del Gene. 8a Zanichelli J. Zlatanova, KE van Holde. Biologia Molecolare. Struttua e dinamica di genomi e proteomi. Zanichelli T.A. Brown. Biotecnologie Molecolari. Principi e tecniche. Zanichelli G. Capranico, E. Martegani, G. Musci, G. Raugei, T. Russo, N. Zambrano, V. Zappavigna, Biologia Molecolare, EDISES |
| Obiettivi formativi | Gli studenti analizzeranno la struttura degli acidi nucleici e delle proteine. Successivamente approfondiranno i meccanismi della replicazione del DNA, del riparo, trascrizione e traduzione in procarioti ed eucarioti, regolazione di procarioti ed eucarioti. L’obiettivo è la comprensione dell’espressione genica a livello molecolare e la comprensione della relazione struttura/funzione degli acidi nucleici e delle proteine. Le tecniche di biologia molecolare saranno esaminate nella misura necessaria a comprendere i concetti essenziali del corso. Le principali conoscenze acquisite riguarderanno: - Il rapporto struttura/funzione degli acidi nucleici (DNA, RNA) e delle proteine - Le interazioni tra acidi nucleici e proteine; - I processi di mantenimento del genoma: replicazione del DNA, inizio e fine della replicazione sia in procarioti che eucarioti; - Il ruolo del riparo del DNA nel mantenimento dell’informazione genetica. I meccanismi di riparo del danno al DNA; - Il meccanismo molecolare della trascrizione in procarioti ed eucarioti - Aspetti regolativi e costitutivi della trascrizione, sia nei procarioti che begli eucarioti - La maturazione dei trascritti negli eucarioti - Il meccanismo molecolare della traduzione in procarioti ed eucarioti - Aspetti regolativi e costitutivi della traduzione, sia nei procarioti che negli eucarioti - Il concetto di DNA ricombinante e gli strumenti di base per la manipolazione del DNA: enzimi di restrizione e vettori plasmidici Le principali abilità saranno: - Riconoscere l’importanza strutturale e regolativa delle sequenze importanti per la replicazione, la trascrizione e la traduzione; - Progettare un esperimento semplice di clonaggio molecolare con l’utilizzo di enzimi di restrizione e vettori plasmidici |
| Prerequisiti | Il corso prevede come prerequisiti nozioni di base sull’organizzazione della cellula eucariotica e procariotica (Biologia generale), della relazione struttura/funzione delle principali classi di biomolecole/gli enzimi (Biochimica), i legami chimici e le reazioni in ambiente acquoso (Chimica Inorganica) |
| Metodi didattici | Il corso prevede i) lezioni frontali con diapositive, ii) proiezione di video riguardanti specifici argomenti di lezione, per migliorare la comprensione strutturale del meccanismo di azione delle macromolecole; iii) esercitazioni in aula con test a risposta multipla e aperti sugli argomenti affrontati a lezione, iv) simulazione dell'esame scritto. |
| Altre informazioni | Per il calendario delle attività didattiche (date, e orari delle lezioni, aula) consultare il sito web del corso di laurea in Biotecnologie presso dcbb.unipg.it |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L’esame finale consisterà in un test scritto su tutti gli argomenti (120 minuti, 30 domande a scelta multipla) per determinare la comprensione di base degli argomenti del corso, e in un esame orale, per gli studenti che hanno raggiunto una valutazione sufficiente (18/30) per discutere le criticità emerse durante la prova scritta Gli studenti che non raggiungeranno una valutazione sufficiente (18/30) nella parte scritta possono discutere i punti critici previo appuntamento con il docente In caso di impossibilità di prove di esame in presenza, l’esame sarà svolto mediante l’utilizzo di una piattaforma online come stabilito di volta in volta dall’ Ateneo Gli studenti con disabilità o DSA possono consultare la pagina web www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | La struttura del DNA: nucleotidi e la stabilità della doppia elica. Gli isomeri A, B e Z della doppia elica. Le G-quadruplex. La denaturazione del DNA e la topologia del DNA La struttura dell’RNA. Gli aspetti strutturali e funzionali delle proteine che legano DNA e RNA Organizzazione del DNA all’interno della cellula eucariotica: eucromatina ed eterocromatina I nucleosomi e le modificazioni post-traduzionali degli istoni La replicazione del DNA: struttura delle DNA polimerasi e della forca replicativa Inizio e terminazione della replicazione del DNA in procarioti ed eucarioti Le mutazioni e le principali classi di agenti mutageni La riparazione del DNA associata alla replicazione (MMR) e post-replicativa (BER e NER) La riparazione delle rotture a doppio filamento: la ricombinazione omologa Il ciclo cellulare e la risposta al danno globale al DNA in procarioti ed eucarioti La trascrizione nei procarioti: struttura del promotore e della RNA polimerasi, formazione dei complessi di inizio e allungamento. La terminazione della trascrizione La trascrizione negli eucarioti: struttura dei promotori e delle RNA polimerasi La maturazione dell’mRNA e lo splicing, la maturazione del tRNA e del rRNA. La regolazione della trascrizione nei procarioti: controllo costitutivo e regolativo. Esempi di controllo regolativo: struttura/funzione dell’operone lattosio e dell’operone triptofano La regolazione della trascrizione negli eucarioti: i principali motivi di legame al DNA nei fattori di trascrizione, i meccanismi di attivazione dei fattori di trascrizione e i rapporti con la trasduzione del segnale. Metilazione ed epigenetica. Tecniche di studio dell'espressione genica. La sintesi proteica: struttura del ribosoma e del tRNA, formazione del complesso di inizio, allungamento e terminazione in procarioti ed eucarioti. Il codice genetico e il caricamento dell’aminoacido sul tRNA. La regolazione della traduzione. |