Insegnamento GENETICA
| Nome del corso di laurea | Biotecnologie |
|---|---|
| Codice insegnamento | 55996012 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| CFU | 12 |
| Regolamento | Coorte 2022 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | Informazioni sull'attività didattica |
| Anno | 2 |
| Periodo | Annuale |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa integrata |
| Suddivisione |
GENETICA MOLECOLARE
| Codice | 55996506 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Attività | Base |
| Ambito | Discipline biologiche |
| Settore | BIO/18 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
Canale A
| CFU | 6 |
|---|---|
| Docente responsabile | Paolo Gorello |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Metodi molecolari per lo studio di genomi procariotici ed eucariotici |
| Testi di riferimento | Brown TA – Genomi 4. Edises Arthur M. Lesk. Introduzione alla genomica. Zanichelli |
| Obiettivi formativi | Competenze biotecnologiche - Conoscenza e comprensione della struttura e delle proprietà biologiche di virus e batteri, anche geneticamente modificati; dei meccanismi generali della trasmissione dei caratteri ereditari; delle basi molecolari della trasmissione e dell'espressione dell'informazione genica; delle metodologie di analisi a livello molecolare; Capacità di applicare conoscenza e comprensione di modelli matematici, fisici, statistici e informatici per l'analisi e l'elaborazione dell'informazione e dei dati sperimentali relativamente a sistemi e processi biologici; Capacità di applicare conoscenza e comprensione delle metodologie per la modificazione genetica di cellule e modelli animali e vegetali. |
| Prerequisiti | Principi di Genetica |
| Metodi didattici | Lezioni frontali |
| Altre informazioni | Frequenza: Facoltativa ma consigliata |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Esame finale: la valutazione consiste in una prova orale, che servirà ad accertare il livello di conoscenza e capacità di esposizione degli argomenti trattati durante il corso. Trattandosi di corso integrato, la valutazione riguarderà entrambe i moduli. Gli studenti e le studentesse con disabilità e/o con DSA sono invitati/e a visitare la pagina dedicata agli strumenti e alle misure previste e a concordare preventivamente quanto necessario con il/la docente (https://www.unipg.it/disabilita-e-dsa) |
| Programma esteso | Introduzione alla genomica. Genomi, trascrittomi e proteomi. Origine ed evoluzione dei genomi. L’acquisizione di nuovi geni. Famiglie geniche e pseudogeni. Duplicazione genica II Il genoma procariotico e il trasferimento genico laterale. Il DNA non codificante e l’evoluzione del genoma. L’eredità citoplasmatica e le particolarità genetiche e molecolari dei genomi degli organuli citoplasmatici. Il genoma cloroplastico (cpDNA) e mitocondriale (mtDNA) delle piante: differenze molecolari. Il genoma mitocondriale umano come esempio di mitogenoma. III Studiare il DNA. Enzimi per la manipolazione del DNA: DNA polimerasi, nucleasi, ligasi. Metodi di studio della variabilità molecolare dell’mtDNA umano: dall’analisi degli RFLP al sequenziamento dell’intero genoma. Il sequenziamento del DNA: metodo classico automatizzato. Modelli Evolutivi e filogenesi molecolare. Metodi per la creazione degli alberi filogenetici. L’orologio molecolare: dalla divergenza molecolare alla stima temporale. Esempi di analisi filogeografica applicata allo studio di origine ed evoluzione dell’Uomo moderno. IV Caratteristiche genetiche e molecolari dei genomi nucleari eucariotici. Il DNA ripetitivo. Mappe genetiche (Test a due punti e test a tre punti). La mappatura nell’Uomo: analisi di alberi genealogici. Marcatori molecolari: classificazione. Mappatura fisica (mappe di restrizione, FISH, e mappatura con STS). CGH (Comparative Genomic Hybridization), Array-CGH e SNPs Arrays. Correlazione tra mappatura genetica e fisica. V Il sequenziamento tradizionale dei genomi tramite approccio gerarchico e shotgun. Librerie geniche: vettori di clonaggio. Il sequenziamento del DNA di nuova generazione (es. sequenziamento Illumina). VI Analisi delle sequenze genomiche. Individuazione delle open reading frame (ORF). Analisi della funzione di un gene: analisi al computer e assegnazione sperimentale (forward genetics e reverse genetics). Applicazioni: DNA mitocondriale e analisi filogenetica; Applicazione dello studio dei genomi in genetica medica, l’esempio nelle emoglobinopatie. Struttura dei telomeri, e alterazioni della lunghezze telomeriche: metododiche utilizzate per l’analisi. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | Salute e benessere La vita sulla Terra |
Canale B
| CFU | 6 |
|---|---|
| Docente responsabile | Hovirag Lancioni |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | Metodi molecolari per lo studio di genomi procariotici ed eucariotici |
| Testi di riferimento | Brown TA – Genomi 4. Edises Arthur M. Lesk. Introduzione alla genomica. Zanichelli |
| Obiettivi formativi | Competenze biotecnologiche - Conoscenza e comprensione della struttura e delle proprietà biologiche di virus e batteri, anche geneticamente modificati; dei meccanismi generali della trasmissione dei caratteri ereditari; delle basi molecolari della trasmissione e dell'espressione dell'informazione genica; delle metodologie di analisi a livello molecolare; Capacità di applicare conoscenza e comprensione di modelli matematici, fisici, statistici e informatici per l'analisi e l'elaborazione dell'informazione e dei dati sperimentali relativamente a sistemi e processi biologici; Capacità di applicare conoscenza e comprensione delle metodologie per la modificazione genetica di cellule e modelli animali e vegetali. |
| Prerequisiti | Principi di Genetica |
| Metodi didattici | Lezioni frontali |
| Altre informazioni | Frequenza: Facoltativa ma consigliata |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Esame finale: la valutazione consiste in una prova orale, che servirà ad accertare il livello di conoscenza e capacità di esposizione degli argomenti trattati durante il corso. Trattandosi di corso integrato, la valutazione riguarderà entrambe i moduli. Gli studenti e le studentesse con disabilità e/o con DSA sono invitati/e a visitare la pagina dedicata agli strumenti e alle misure previste e a concordare preventivamente quanto necessario con il/la docente (https://www.unipg.it/disabilita-e-dsa) |
| Programma esteso | I Introduzione alla genomica. Genomi, trascrittomi e proteomi. Origine ed evoluzione dei genomi. L’acquisizione di nuovi geni. Famiglie geniche e pseudogeni. Duplicazione genica. II Il genoma procariotico e il trasferimento genico laterale. Il DNA non codificante e l’evoluzione del genoma. L’eredità citoplasmatica e le particolarità genetiche e molecolari dei genomi degli organuli citoplasmatici. Il genoma cloroplastico (cpDNA) e mitocondriale (mtDNA) delle piante: differenze molecolari. Il genoma mitocondriale umano come esempio di mitogenoma. III Studiare il DNA. Enzimi per la manipolazione del DNA: DNA polimerasi, nucleasi, ligasi. Metodi di studio della variabilità molecolare dell’mtDNA umano: dall’analisi degli RFLP al sequenziamento dell’intero genoma. Il sequenziamento del DNA: metodo classico automatizzato. Modelli Evolutivi e filogenesi molecolare. Metodi per la creazione degli alberi filogenetici. L’orologio molecolare: dalla divergenza molecolare alla stima temporale. Esempi di analisi filogeografica applicata allo studio di origine ed evoluzione dell’Uomo moderno. IV Caratteristiche genetiche e molecolari dei genomi nucleari eucariotici. Il DNA ripetitivo. Mappe genetiche (Test a due punti e test a tre punti). La mappatura nell’Uomo: analisi di alberi genealogici. Marcatori molecolari: classificazione. Mappatura fisica (mappe di restrizione, FISH, e mappatura con STS). CGH (Comparative Genomic Hybridization), Array-CGH e SNPs Arrays. Correlazione tra mappatura genetica e fisica. V Il sequenziamento tradizionale dei genomi tramite approccio gerarchico e shotgun. Librerie geniche: vettori di clonaggio. Il sequenziamento del DNA di nuova generazione (es. sequenziamento Illumina). VI Analisi delle sequenze genomiche. Applicazioni: DNA mitocondriale e analisi filogenetica; Applicazione dello studio dei genomi in genetica medica, l’esempio nelle emoglobinopatie. Struttura dei telomeri, e alterazioni della lunghezze telomeriche: metodiche utilizzate per l’analisi. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | Salute e benessere La vita sulla terra |
PRINCIPI DI GENETICA
| Codice | 55996406 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Discipline biotecnologiche comuni |
| Settore | AGR/07 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
Canale A
| CFU | 6 |
|---|---|
| Docente responsabile | Emidio Albertini |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Concetti della genetica classica, ereditarietà dei caratteri e mappe di concatenazione. Genetica di popolazione: composizione genica di una popolazione e forze che ne possono determinare il cambiamento. Aspetti generali della mutagenesi, della genetica batterica e fagica. Aspetti generali della regolazione genica. |
| Testi di riferimento | Lorenzetti, Ceccarelli, Veronesi, Rosellini, Albertini - Genetica Agraria - Patron Editore |
| Obiettivi formativi | L'insegnamento rappresenta il primo modulo del corso integrato di genetica. La verifica in itinere fatta a fine modulo serve a garantire le adeguate conoscenze che lo studente deve possedere per poter frequentare il secondo modulo (genetica molecolare) e i corsi correlati (es. biologia molecolare). In generale, l'obiettivo principale del corso è di fornire agli studenti le basi per affrontare lo studio della genetica e delle sue applicazioni biotecnologiche. In questo modo lo studente acquisirà competenze biotecnologiche. Le principali conoscenze acquisite saranno:- Concetti della genetica classica e dei meccanismi generali della trasmissione dei caratteri ereditari - Genetica di popolazione: composizione genica di una popolazione e forze che ne possono determinare il cambiamento- Aspetti generali della mutagenesi. Conoscenza e comprensione della struttura e delle proprietà biologiche di virus e batteri, anche geneticamente modificati; basi molecolari della trasmissione e dell'espressione dell'informazione genica; Capacità di applicare conoscenza e comprensione di modelli matematici, fisici, statistici e informatici per l'analisi e l'elaborazione dell'informazione e dei dati sperimentali relativamente a sistemi e processi biologici. Capacità di applicare conoscenza e comprensione delle metodologie per la modificazione genetica di cellule e modelli animali e vegetali. |
| Prerequisiti | nessuno |
| Metodi didattici | Il corso è organizzato nel seguente modo:- lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso- esercitazioni in aula indirizzate alla soluzione di problemi relativi a meiosi e mitosi, test a due punti, mappe genetiche e genetica di popolazioni. |
| Altre informazioni | Video proiezioni delle lezioni e altro materiale didattico distribuito dal docente. Esercitazioni. Esercitazioni in aula riguardanti meiosi e mitosi, test a due punti, mappe genetiche e genetica di popolazioni. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 20 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma (natura e struttura degli acidi nucleici, organizzazione e trasmissione del materiale ereditario, meiosi, genetica mendeliana, genetica quantitativa, genetica di popolazione). La prova orale consentirà`, inoltre, di verificare la capacità di comunicazione dell’allievo con proprietà` di linguaggio ed organizzazione autonoma dell’esposizione sugli stessi argomenti a contenuto teorico. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | Introduzione alla Genetica, definizione di genotipo e fenotipo. Richiami della struttura cromosomica e del codice genetico, concetti di genoma e di numero cromosomico somatico e gametico. DNA come materiale ereditario; meiosi, mitosi e loro conseguenze. Concetti di segregazione e ricombinazione. Contenuto C di DNA. Cromosomi ed eredità. Le leggi di Mendel. Estensioni ed eccezioni alle leggi di Mendel. Gli esperimenti di Morgan e la teoria cromosomica dell’eredità; l?eredità recessiva legata all'X nella specie umana. Codominanza; brevi cenni alle azioni geniche complementari; penetranza e espressività dei caratteri; alberi genealogici; poliallelismo, gruppi sanguigni ABO e fattore Rh; associazione, mappe e cM. Il test del Chi-quadro; Bateson e Punnet e l’associazione. La costruzione delle mappe genetiche: attribuzione dei geni ad un gruppo di associazione (test cross a due punti). Test di complementazione. Le mutazioni geniche: cambi di base, inserzioni e delezioni, le cause (spontanee, agenti fisici e chimici). La frequenza di mutazione in avanti e di retromutazione. Il test di Ames. Riparazione del DNA. Le mutazioni cromosomiche: duplicazioni e delezioni, inversioni, traslocazioni. Le mutazioni genomiche: aneuploidie e poliploidie. La genetica batterica e fagica (coniugazione, trasduzione e trasformazione; ciclo litico e lisogeno, incroci nei fagi). La regolazione della espressione genica nei batteri (operone del lattosio). Introduzione alla Genetica di Popolazioni. Frequenze geniche e frequenze genotipiche. La legge dell’equilibrio di Hardy-Weinberg (H-W). Uso della legge di H-W per stimare le frequenze geniche e per ottenere le frequenze genotipiche all’equilibrio. Valutazione dell’equilibrio di H-W mediante il test del Chi-quadro. La legge di H-W in presenza di allelismo multiplo. La legge di H-W ed i caratteri legati al sesso. Fattori di disturbo della di H-W: mutazione, selezione, migrazione, unioni non casuali, popolazione poco numerosa ed effetto deriva. Genetica quantitativa (Johansenn, Nilson-Ehle e East) |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | La vita sulla terra - Fornire agli studenti le informazioni necessarie per comprendere come la vita sulla terra si basi su ereditabilità e variabilità. |
Canale B
| CFU | 6 |
|---|---|
| Docente responsabile | Fabio Veronesi |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Concetti della genetica classica, ereditarietà dei caratteri e mappe di concatenazione. Genetica di popolazione: composizione genica di una popolazione e forze che ne possono determinare il cambiamento. Aspetti generali della mutagenesi, della genetica batterica e fagica. Aspetti generali della regolazione genica |
| Testi di riferimento | Lorenzetti F., Ceccarelli S., Veronesi F., Rosellini D., Albertini E. Genetica Agraria. Patron Editore, 2023. |
| Obiettivi formativi | L'insegnamento rappresenta il primo modulo del corso integrato di genetica. La verifica in itinere fatta a fine modulo serve a garantire le adeguate conoscenze che lo studente deve possedere per poter frequentare il secondo modulo (genetica molecolare) e i corsi correlati (es. biologia molecolare). In generale, l'obiettivo principale del corso è di fornire agli studenti le basi per affrontare lo studio della genetica e delle sue applicazioni biotecnologiche. In questo modo lo studente acquisirà competenze biotecnologiche. Le principali conoscenze acquisite saranno:- Concetti della genetica classica e dei meccanismi generali della trasmissione dei caratteri ereditari - Genetica di popolazione: composizione genica di una popolazione e forze che ne possono determinare il cambiamento- Aspetti generali della mutagenesi. Conoscenza e comprensione della struttura e delle proprietà biologiche di virus e batteri, anche geneticamente modificati; basi molecolari della trasmissione e dell'espressione dell'informazione genica; Capacità di applicare conoscenza e comprensione di modelli matematici, fisici, statistici e informatici per l'analisi e l'elaborazione dell'informazione e dei dati sperimentali relativamente a sistemi e processi biologici. Capacità di applicare conoscenza e comprensione delle metodologie per la modificazione genetica di cellule e modelli animali e vegetali. |
| Prerequisiti | Nessuno |
| Metodi didattici | Il corso è organizzato nel seguente modo:- lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso- esercitazioni in aula indirizzate alla soluzione di problemi relativi a meiosi e mitosi, test a due punti, mappe genetiche e genetica di popolazioni. |
| Altre informazioni | Video proiezioni delle lezioni e altro materiale didattico distribuito dal docente. Esercitazioni. Esercitazioni in aula riguardanti meiosi e mitosi, test a due punti, mappe genetiche e genetica di popolazioni. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 20 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma (natura e struttura degli acidi nucleici, organizzazione e trasmissione del materiale ereditario, meiosi, genetica mendeliana, genetica quantitativa, genetica di popolazione). La prova orale consentirà`, inoltre, di verificare la capacità di comunicazione dell’allievo con proprietà` di linguaggio ed organizzazione autonoma dell’esposizione sugli stessi argomenti a contenuto teorico. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa. |
| Programma esteso | Introduzione alla Genetica, definizione di genotipo e fenotipo. Richiami della struttura cromosomica e del codice genetico, concetti di genoma e di numero cromosomico somatico e gametico. DNA come materiale ereditario; meiosi, mitosi e loro conseguenze. Concetti di segregazione e ricombinazione. Contenuto C di DNA. Cromosomi ed eredità. Le leggi di Mendel. Estensioni ed eccezioni alle leggi di Mendel. Gli esperimenti di Morgan e la teoria cromosomica dell’eredità; l?eredità recessiva legata all'X nella specie umana. Codominanza; brevi cenni alle azioni geniche complementari; penetranza e espressività dei caratteri; alberi genealogici; poliallelismo, gruppi sanguigni ABO e fattore Rh; associazione, mappe e cM. Il test del Chi-quadro; Bateson e Punnet e l’associazione. La costruzione delle mappe genetiche: attribuzione dei geni ad un gruppo di associazione (test cross a due punti). Test di complementazione. Le mutazioni geniche: cambi di base, inserzioni e delezioni, le cause (spontanee, agenti fisici e chimici). La frequenza di mutazione in avanti e di retromutazione. Il test di Ames. Riparazione del DNA. Le mutazioni cromosomiche: duplicazioni e delezioni, inversioni, traslocazioni. Le mutazioni genomiche: aneuploidie e poliploidie. La genetica batterica e fagica (coniugazione, trasduzione e trasformazione; ciclo litico e lisogeno, incroci nei fagi). La regolazione della espressione genica nei batteri (operone del lattosio). Introduzione alla Genetica di Popolazioni. Frequenze geniche e frequenze genotipiche. La legge dell’equilibrio di Hardy-Weinberg (H-W). Uso della legge di H-W per stimare le frequenze geniche e per ottenere le frequenze genotipiche all’equilibrio. Valutazione dell’equilibrio di H-W mediante il test del Chi quadro. La legge di H-W in presenza di allelismo multiplo. La legge di H-W ed i caratteri legati al sesso. Fattori di disturbo della di H-W: mutazione, selezione, migrazione, unioni non casuali, popolazione poco numerosa ed effetto deriva. Genetica quantitativa (Johansenn, Nilson-Ehle e East). |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | La vita sulla terra - Fornire agli studenti le informazioni necessarie per comprendere come la vita sulla terra si basi su ereditabilità e variabilità. |