Scheda programma d'esame
PRINCIPI DI BIOLOGIA MOLECOLARE
SIMONA DANIELE
Anno accademico2016/17
CdSCHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
Codice020EE
CFU6
PeriodoSecondo semestre
LinguaItaliano

ModuliSettoreTipoOreDocente/i
PRINCIPI DI BIOLOGIA MOLECOLAREBIO/11LEZIONI50
SIMONA DANIELE unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Al termine del Corso lo studente avrà acquisito conoscenze di base sulla biologia a livello molecolare e in particolare sulla struttura e metabolismo delle macromolecole informazionali, sulla struttura del genoma, nonchè sui processi di regolazione della trascrizione geneica e sulle modifiche posttrascrizionali. Inoltre lo studente acquisirà competenze su  tecniche di biologia molecolare tra cui metodiche di estrazione, purificazione e analisi degli acidi nucleici, tecniche per lo studio di espressione di geni e polimorfismi nonchè tecniche per lo studio a livello molecolare del metabolismo cellulare.

 

Knowledge
The student who completes the course successfully will be able to demonstrate a solid knowledge on the molecular events connecting genes to protein expression in procariotic and eucariotic cells. He or she will acquire knowledge of DNA recombinant technology and gene expression analysis. Finally, he or she will be aware of technical approaches to produce biotechnological drugs such as recombinant hormones, cytokines, growth and coagulation factors.
Modalità di verifica delle conoscenze

La verifica delle conoscenze verrà effettuata tramite prove in itinere e attraverso la prova di esame finale. Inoltre il docente verificherà l'apprendimento degli obiettivi intermedi durante lo svolgimento del Corso attraverso un dialogo diretto con gli studenti sugli argomenti trattati a lezione.

Assessment criteria of knowledge
During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression. Alternatively, in the written exam (1 hour, 3 open questions), the student must demonstrate his/her knowledge of the course material and to organize an effective and correctly written reply.

Methods:

  • Final oral exam
  • Final written exam

Capacità

Capacità di utilizzare la conoscenze di base di biologia molecolare acquisite durtante il Corso per affrontare criticamente situazioni sperimentali proposte durante le esercitazioni.

Modalità di verifica delle capacità

Durante le lezioni sarà valutata la capacita' degli studenti di acquisire criticamente le nozioni esposte dal docente. Durante gli esami saranno valutate le capacita' dello studente di rispondere in maniera sintetica e mirata alle domande proposte che potranno essere articolate sia come domande a risposta multipla che come domande aperte.

Comportamenti

Lo studente dovrà partecipare alle lezioni frontali in modo attivo con osservazioni e domande.

Modalità di verifica dei comportamenti

La partecipazione dello studente alla lezione verrà valutata stimolando il dialogo diretto docente-studente e stimolando lo studente a ragionare criticamente sulle problematiche affrontare durante la lezione.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

  Conoscenze di Biologia animale e conoscenze di base di Chimica organica.

Indicazioni metodologiche

Si consiglia allo studente di elaborare e apprendere gradualmente i concetti esposti a lezione durante l'arco temporale del semestre usufruendo sia del materiale didattico elettronico fornito dal docente che  dei libri di testo consigliati.

Teaching methods

Delivery: face to face

Learning activities:

  • attending lectures
  • individual study

Attendance: Mandatory

Teaching methods:

  • Lectures
  • Seminar

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Principi Biologia Molecolare

CTF

Introduzione al corso: modalità di svolgimento, esami e testi consigliati


-Principi di base di biologia molecolare: cenni su esperimenti chiave che portarono alla scoperta del DNA come molecola dell'informazione. Richiami alla struttura di proteine e acidi nucleici. Il dogma centrale della biologia molecolare.

-Chimica degli acidi nucleici; basi azotate e le loro forme tautomeriche, zuccheri, nucleosidi e nucleotidi. Struttura e topologia del DNA. Proprietà del DNA in soluzione: denaturazione/rinaturazione, effetto ipercromico. RNA e le sue strutture, differenze strutturali e funzionali tra DNA e RNA.

-La complessità dei genomi: grandezza e densità genica. I geni codificanti proteine. Differenze tra geni procariotici ed eucariotici. Caratteristiche delle sequenze genomiche (sequenze uniche, ripetute e polimorfiche).

-Replicazione del DNA: chimica della sintesi del DNA, meccanismo molecolare di azione della DNA polimerasi. Enzimologia della replicazione: le DNA elicasi, le SSB, le topoisomerasi e le DNA sliding clamp. Le DNA polimerasi nei batteri e negli eucarioti. La regolazione dell'inizio della replicazione in procarioti e eucarioti. Il problema della terminazione dei cromosomi lineari: telomerasi e telomeri.

- Mutabilità e riparazione del DNA: danno spontaneo e danno indotto da agenti chimici e radiazioni. Sistemi di riparazione.

-Ricombinazione omologa in procarioti ed eucarioti: meccanismo molecolare. Ricojmbinazione sito specifica: meccanismo di azione delle ricombinasi.

-Trasposizione: struttura di trasposoni a DNA e retrotrasposoni e meccanismi molecolari di traspozizione.


- Espressione del genoma: RNA polimerasi e ciclo della trascrizione. Cenni alla trascrizione nei procarioti e eucarioti. Meccanismo molecolare di azione della RNA polimerasi I e III.

-Modificazioni post-trascrizionali: la chimica dello splicing dell'RNA, vie di splicing, varianti di splicing, splicing alternativo e rimescolamento degli esoni, capping e poliadenilazione del mRNA.

-La regolazione dell’espressione genica in procarioti e eucarioti: principi di regolazione trascrizionale in procarioti ed eucarioti, integrazione del segnale e controllo combinatorio. Repressori trascrizionali. RNA regolatori. Malattie associate ad alterazioni dei processi di regolazione post-trascrizionale. Operone Lac e batteriofago lambda. Azione di attivatori e repressori nel controllo della trascrizione in cellule eucariotiche.

Tecniche di biologia molecolare

-Colture cellulari.

-Metodi di estrazione e purificazione degli acidi nucleici e tecniche spettrofotomeriche per l’analisi del DNA in soluzione

-Analisi degli acidi nucleici mediante elettroforesi su gel di agarosio

-Reazione a catena della polimerasi (RT-PCR e real-time PCR).

-Analisi dei polimorfismi mediante PCR e Southern Blott.

-Tecniche di sequenziamento del DNA: metodo di terminazione della catena (Sanger), pirosequenziamento e piattaforma 454.

-Principi di citofluorimetria a flusso


Esercitazioni pratiche di laboratorio:
-Colture cellulari

-Estrazione di mRNA da cellula
-Analisi di acidi nucleici mediante elettroforesi su gel agarosio
-Retrotrascizione mRNA-cDNA
-Analisi di espressione genica mediante Real time PCR semiquantitativa.
-Analisi del ciclo cellulare e del processo apoptotico mediante Muse Cell Analyzer

Syllabus
The course provides basic notions on nucleic acid structure, DNA replication, damage and reparation, as well as epigenetic modifications. The course also approaches the main topics of gene espression regulation and eucariotic mRNA modifications, focusing on the molecular mechanisms involved in these processes. The second part of the course presents a detailed overview of the main molecular biology techniques such as cell based DNA cloning, polymerase chain reaction (PCR), nucleic acid separation and identification, DNA sequencing, analysis of gene expression, production of recombinant proteins
Bibliografia e materiale didattico

Libri di testo consigliati:

-Biologia Molecolare. Amaldi, Benedetti, Pesole e Plevani. Casa editrice Ambrosiano. Ed. 2014.
-Biologia Molecolare del gene. Watson, Baker. Casa Editrice Zanichelli. Ed. 2014
-Fondamenti di Biologia Molecolare L.A. Allison ZANICHELLI
-L’essenziale di Biologia Molecolare della Cellula B. Alberts et al ZANICHELLI

 

Il docente inoltre fornirà alla fine di ogni lezione un pacchetto di slides che potranno servire come orientamento allo studio degli argomenti trattati.

Bibliography
Recommended reading includes the following works: Fondamental Molecular Biology. L.A. Allison. Published by Blackwell Publishing Ltd, Oxford (2007); Human Molecular Genetics. T. Strachan and A. Read (4th edition). Published by Garland Science, part of Taylor & Francis Group LLC (2011); Molecular Cell Biology. H. Lodish et al. Published by WH Freemand & Company, USA (2008); Essential Cell Biology. B. Alberts et al. Published by Garland Science, part of Taylor & Francis Group LLC (2010); Lewin's Essential Gene. B. Lewin et al. Published by Jones and Barlett Publishers Inc.
Indicazioni per non frequentanti

Per i non frequentanti si consiglia di consultare durante lo svolgimento del corso il registro delle lezioni disponibile su Inimap al fine di identificare gli argomenti specifici trattati a lezione.

Modalità d'esame

  L’esame finale è costituito da una prova “in itinere” svolta alla fine del corso. Per gli studenti che abbiano sostenuto positivamente tale prova, l’esame di profitto sarà costituito da uno scrutinio condotto dalla commissione sulla base dei risultati ottenuti. Altrimenti l’esame sarà svolto come prova scritta nelle date di esame prestabilite.

Ultimo aggiornamento 14/11/2016 17:27