ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| GENETICA AGRARIA | AGR/07 | LEZIONI | 64 |
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Lo studente che completa con successo il corso sarà in grado di dimostrare una solida conoscenza dei principi fondamentali della trasmissione ereditaria dei caratteri. Conoscerà la struttura molecolare, il funzionamento e la regolazione dei geni. Conoscerà il flusso dell’informazione genica dal genotipo al fenotipo. Conoscerà la struttura del genoma eucariotico e i meccanismi alla base della creazione di variabilità genetica.Conoscerà i meccanismi genetici alla base dell'evoluzione delle principali piante agrarie.
The student who successfully completes the course will have a basic knowledge of the concepts and the mechanisms involved in the biological heredity, with a particular attention to the molecular mechanisms underlying. He or she will acquire the fundamentals to attend the course of plant breeding.
The student who successfully completes the course will have a basic knowledge of the concepts and the mechanisms involved in the biological heredity, with a particular attention to the molecular mechanisms underlying. He or she will acquire the fundamentals to attend the course of plant breeding.
Per l'accertamento delle conoscenze sono previsti incontri periodici tra il docente e gli studenti durante i quali si svolgeranno discussioni sugli argomenti trattati a lezione.
The student will be assessed on her/his ability to solve genetic problems ( part 1 of the course), on her/his ability to discuss the topics of the course (part 2 and 3 of the course) with propriety of expression.
Methods:
Con le conoscenze acquisite lo studente potrà capire la base genetica di caratteri di interesse agrario. Sarà capace di stimare la distanza tra due o più geni su un cromosoma con incroci ad hoc. Conoscendo la struttura dei geni e il modo con cui viene letta e tradotta l’informazione genica sarà capace di predire la struttura della proteina codificata.
With the knowledge gained, the student can understand the genetic basis of characters of agricultural interest. It will be able to estimate the distance between two or more genes on a chromosome. Knowing the structure of the genes and the way in which the gene information is read and translated he will be able to predict the structure of the encoded protein.
Le capacità acquisite saranno verificate mediante la risoluzione di problemi genetici durante le esercitazioni in aula.
Acquired abilities will be verified by solving genetic problems during classroom exercises.
Lo studente saprà impostare gli incroci necessari per stabilire la base genetica di un carattere di interesse agrario e per stimare la distanza tra due e tre geni. Potrà predire la sequenza della proteina codificata da un determinato gene e l'effetto sulla struttura primaria della proteina di eventuali mutazioni geniche.
The student will be able to set the necessary crossings to determine the genetic basis of a character of agricultural interest and to estimate the distance between two and three genes. It can predict the sequence of the protein encoded by a given gene and the effect on the primary protein structure of any gene mutations.
Le capacità acquisite saranno verificate mediante la risoluzione di problemi genetici durante le esercitazioni in aula.
Acquired abilities will be verified by solving genetic problems during classroom exercises.
Per affrontare l’insegnamento di Genetica sono necessarie le conoscenze di base di Botanica generale e di Biologia Generale. Nello specifico la struttura della cellula animale e vegetale. La struttura dell’apice vegetativo e del ciclo riproduttivo delle piante superiori. Mitosi e meiosi.
To address the course basic knowledge of General Botany and General Biology is required. Specifically the structure of the animal and vegetable cell. The structure of the shoot apex and the reproductive cycle of plants. Mitosis and meiosis.
Le lezioni frontali si svolgono con l'ausilio di slide preparate dal docente e di filmati scaricati da siti internet qualificati.
Le esercitazioni in aula si svolgeranno facendo lavorare gli studenti in piccoli gruppi o da soli alla risoluzione di problemi concreti di Genetica formale.
Tramite il sito e-learning del CdS viene fornito agli studenti il materiale didattico utilizzato nelle lezioni frontali prima che inizi il corso.
L’interazione tra docente e studenti avviene mediante ricevimenti e posta elettronica
Teaching methods:
Learning activities:
Attendance: Not mandatory
Richiami di biologia cellulare: struttura della cellula procariotica e eucariotica, la divisione cellulare, mitosi e meiosi.
Introduzione al corso.
1 Genetica formale.
Il lavoro di Mendel e le leggi della eredità biologica: dominanza e recessività, segregazione e ricombinazione in incroci monoibridi, diibridi, ecc., la trasmissione indipendente dei caratteri ereditari. Formule per la previsione dei risultati negli incroci mendeliani.
Dominanza incompleta. Codominanza. Allelismo multiplo. Interazioni dei geni nella determinazione di un carattere (epistasia, polimeria)
Dai rapporti di segregazione alla localizzazione dei geni nei cromosomi. Concatenazione di geni (linkage) e scambio (crossing over). Mappe genetiche. Costruzione di mappe genetiche con incroci a due e tre punti.
Determinazione genetica del sesso ed eredità legata al sesso.
I caratteri quantitativi: differenze tra caratteri qualitativi e quantitativi. Effetto del genotipo e dell’ambiente sulla eredità dei caratteri quantitativi. Teoria poligenica dell’eredità dei caratteri quantitativi. Il concetto di ereditabilità in senso stretto e in senso largo. Metodo di calcolo dell’ereditabilità.
2 Genetica molecolare.
Il DNA come materiale ereditario. Struttura e replicazione del DNA. Struttura e organizzazione dei cromosomi. Struttura del genoma eucariotico: sequenze di DNA a diverso livello di ripetitività. Gli elementi trasponibili. Struttura molecolare dei geni eucariotici: introni ed esoni. Il promotore: struttura e funzione. Struttura e funzione dei diversi tipi di RNA eucariotici.
Il flusso dell’informazione genica: trascrizione e maturazione degli RNA messaggeri, sintesi proteica e codice genetico. Regolazione dell’espresione genica negli eucarioti: fattori di trascrizione regolatori, miRNA e regolazione post trascrizionale.
3 Studio della variabilità genetica.
Le mutazioni. Mutazioni spontanee e indotte. I principali agenti mutageni fisici e chimici e loro meccanismo di azione. Mutazioni geniche. Mutazioni cromosomiche. Mutazioni genomiche (allopoliploidia e autopoliploidia). Importanza dei meccanismi genetici nell’ evoluzione delle piante coltivate : il genere Triticum.
4 I marcatori molecolari
I microsatelliti come marcatori molecolari per il riconoscimento delle varietà.
1)Mendel's genetics: Mendel's principles, gene interactions, different types of epistasis, incoplete dominance, codominance, multiple alleles. Linkage, crossing over and chromosome mapping, two and three factors genetic maps. Sex determination and sex linkage.
2)Molecular genetics: structure and funcion of DNA, eukariote chromosome structure, genome structure, gene structure. Structure and function of the promoter. Structure and function of the RNAs. Gene expression, genetic code and protein sinthesis. Regulation of gene expression.
3)Genetic variability: spontaneous and induced mutations, genic mutations, chromosome mutations, autopolyploidy and allopolyploidy.
1. J.P. Russell: Genetica Un approccio molecolare – Editore Pearson
2. Barcaccia, M. Falcinelli: Genetica e genomica, Vol. 1 Genetica generale Editore Liguori
3. A. Pierce Genetica Editore Zanichelli
4. Materiale didattico (slide) fornito dal docente
Recommended readings includes:
1.Genetica e Genomica vol. 1 ‘Genetica generale’ G. Barcaccia e M. Falcinelli, Liguori Editore 2.Genetica P.J. Russell. Ed. Pearson
3. Genetica Pierce Zanichelli editore
Gli studenti non frequentanti possono prepararsi per l’esame utilizzando il materiale didattico messo a disposizione dal docente sul sito E-learning del CdS e i testi consigliati dal docente. Possono contattare il docente tramite e-mail all'indirizzo: lucia.natali@unipi.it
L'esame è costituito da una prova scritta alla fine del corso, agli appelli previsti, per gli studenti frequentanti e non frequentanti.
La prova scritta consiste in una serie di domande e esercizi da risolvere in due ore, inerenti gli argomenti trattati durante il corso.
La prova scritta è superata se si acquisisce una votazione pari a 18/30; se lo studente che ha superato la prova scritta vuole migliorare il voto può sostenere una prova orale su tutto il programma.
The exam consists of a written test at the end of the course.
The written exam consists of a series of questions and exercises to be solved in two hours, relevant to the topics discussed during the course.
The written test is over if a vote of 18/30 is reached. If the student who passed the written test wants to get a higher rating must pass an oral test on the whole program.
