Scheda programma d'esame
BIOLOGIA MOLECOLARE
SIMONA DANIELE
Anno accademico2018/19
CdSFARMACIA
Codice027EE
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano

ModuliSettore/iTipoOreDocente/i
BIOLOGIA MOLECOLAREBIO/11LEZIONI42
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 sintesi  delle macromolecole informazionali nonchè sui processi di regolazione della trascrizione genica e sulle modifiche post-trascrizionali.

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 exam the student must demonstrate his/her knowledge of the coursel 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

Lo studente acquisirà le capacità di comprendere criticamente i principi di base della biologia molecolare e in particolare dei processi metabolici di DNA ed RNA. Inoltre acquisirà nozioni sulle principali tecniche di biologia molecolare.

 

 

   

 

Skills

The student will acquire the ability to critically understand the basic principle of molecular biology, in particular on DNA and RNA synthesis/metabolism. Furthermore, basic knowledge on the principal techniques of molecular biology will be acquired.

Modalità di verifica delle capacità

Durante le lezioni sarà valutata la capacita' degli studenti di acquisire criticamente le nozioni esposte dal docente invitandoli anche a rispondere a test a risposte multiple inerenti gli argomenti trattati nel corso.

 

Assessment criteria of skills

 

During the lessons, the ability of the students to critically acquire the notions presented by the teacher will be evaluated, inviting them also to respond to test multiple answers regarding the topics discussed in the course.

Comportamenti

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

 

Behaviors

The student must actively participate in frontal lessons with observations and questions.

Modalità di verifica dei comportamenti

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.

Assessment criteria of behaviors

During the lessons, the ability of the students to critically acquire the notions presented by the teacher will be evaluated. During the examinations, the students' ability to respond in a synthetic way to the proposed questions will be evaluated by the means of multiple-choice questions or open questions.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Conoscenze di Biologia animale.

Prerequisites

Knowledge of animal biology.

Corequisiti

Conoscenze di Biochimica.

Co-requisites

Knowledge of biochemistry.

Indicazioni metodologiche

Si consiglia allo studente di elaborare e apprendere gradualmente i concetti esposti a lezione durante lo svolgimento delle lezioni nell'arco del semestre, usufruendo sia del materiale didattico elettronico fornito dal docente che attraverso la consultazione di uno 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)

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

-Richiami alla struttura di proteine e acidi nucleici. Cenni su esperimenti chiave che portarono alla scoperta del DNA come molecola dell'informazione molecolare. Proprietà del DNA in soluzione: denaturazione/rinaturazione, effetto ipercromico. RNA e le sue strutture, differenze strutturali e funzionali tra DNA e RNA.

-Struttura del genoma: grandezza e densità genica. Differenze tra geni procariotici ed eucariotici. Caratteristiche delle sequenze genomiche (sequenze uniche, ripetute e polimorfiche). struttura di trasposoni a DNA e retrotrasposoni LTR, LINE e SINE.Struttura del nucleosoma e modifiche istoniche.

-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 (mismatch repair, riparazione diretta, riparazione per escissione di basi e per escissione di nucleotidi, riparazione NHJE, polmerasi di translesione). 

-Ricombinazione omologa in procarioti ed eucarioti: meccanismo molecolare secondo il modello di Holliday. Risoluzione della giunzione di Holliday: prodotti del crossing over e prodotti a toppa. Sistema delle proteine Rec BCD e Rec A e sistema delle proteine RUV. Meccanismo di ricombinazione in cellule eucariotiche.


- 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. Struttura dell'oloenzima della RNA polimerasi. Fasi della trascrizione: inizio, fase abortiva e allungamento. Attività proofreading della RNA polimerasi. Terminatori Rho dipendenti e Rho indipendenti. Trascrizione negli eucarioti: elementi di posizionamento e di regolazione.


-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 . Azione di attivatori e repressori nel controllo della trascrizione in cellule eucariotiche.

Syllabus

Notions to the structure of proteins and nucleic acids. Overview of key experiments that led to the discovery of DNA as molecular information molecule. Properties of DNA in solution: denaturation / renaturation, hyperchromic effect. RNA and its structures, structural and functional differences between DNA and RNA. - Genome structure: gene size and density. Differences between prokaryotic and eukaryotic genes. Characteristics of genomic sequences (unique, repeated and polymorphic sequences). structure of DNA transposons and LTR, LINE and SINE retrotransposons. Nucleosome structure and histone modifications. - DNA Replication: chemistry of DNA synthesis, molecular mechanism of action of DNA polymerase. Enzymology of replication: DNA helicases, SSBs, topoisomerases and DNA sliding clamps. DNA polymerases in bacteria and eukaryotes. Regulation of the initiation of replication in prokaryotes and eukaryotes. The problem of the termination of linear chromosomes: telomerase and telomeres. - Mutability and DNA repair: spontaneous damage and damage induced by chemical agents and radiation. Repair systems (mismatch repair, direct repair, base excision repair and nucleotide excision repair, NHJE repair, transection polarity). Homologous recombination in prokaryotes and eukaryotes: molecular mechanism according to the Holliday model. Resolution of Holliday junction: crossing over products and patch products. Rec BCD and Rec A protein system and RUV protein system. Recombination mechanism in eukaryotic cells. - Genome expression: RNA polymerase and transcription cycle. Molecular mechanism of action of RNA polymerase I and III. Structure of the RNA polymerase isoenzyme. Stages of transcription: beginning, abortive phase and lengthening. Rho dependent and Rho independent terminators. Transcription in eukaryotes: positioning and regulation elements. - Post-transcriptional modifications: the chemistry of RNA splicing, splicing pathways, splicing variants, alternative splicing and exon scrambling, capping and mRNA polyadenylation. -The regulation of gene expression in prokaryotes and eukaryotes: principles of transcriptional regulation in prokaryotes and eukaryotes, signal integration and combinatorial control. Transcriptional repressors. RNA regulators. Diseases associated with alterations of post-transcriptional regulation processes. Lac Operon. Activators and repressors in the control of transcription in eukaryotic cells.

 

Bibliografia e materiale didattico

Il docente fornirà agli studenti durante il corso il materiale elettronico utilizzato a lezione (pacchetto di slides) che lo studente dovrà utilizzare per focalizzare e selezionare gli argomenti di studio.

Per la preparazione all'esame si consigliano i seguenti libri di testo:


-Biologia Molecolare del gene. Watson, Baker. Casa Editrice Zanichelli. 
-Fondamenti di Biologia Molecolare L.A. Allison ZANICHELLI
-L’essenziale di Biologia Molecolare della Cellula B. Alberts et al ZANICHELLI

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 gli studenti non frequentanti si consiglia di consultare il registro delle lezioni reperibile sul sito unimap al fine di selezionare gli argomenti trattati a lezione.

Non-attending students info

For non-attending students, it is advisable to consult the lesson program on the unimap site in order to select the topics discussed in the lesson.

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.

Assessment methods

The final exam will be diluted by periodic written text during the course. For students who have positively supported these text, the profit exam will be a scrutiny by the committee based on the results obtained. Otherwise, the exam will be completed as a written test on the pre-defined exam dates.

Ultimo aggiornamento 10/09/2018 16:54