Università degli Studi di Perugia

Insegnamento BIOLOGIA MOLECOLARE E FISIOLOGIA

Nome del corso Tecniche di laboratorio biomedico (abilitante alla professione sanitaria di tecnico di laboratorio biomedico)
Codice insegnamento A001504
Curriculum Comune a tutti i curricula
CFU 3
Regolamento Coorte 2019
Erogato Erogato nel 2019/20
Erogato altro regolamento
Periodo Secondo Semestre
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Tipo attività Attività formativa integrata
Suddivisione

Biologia molecolare

Codice A001507
CFU 1
Docente responsabile Vincenzo Nicola Talesa
Docenti
  • Cinzia Antognelli - Didattica Ufficiale (Codocenza)
  • Vincenzo Nicola Talesa - Didattica Ufficiale
Ore
  • 4 Ore - Didattica Ufficiale (Codocenza) - Cinzia Antognelli
  • 12 Ore - Didattica Ufficiale - Vincenzo Nicola Talesa
Attività Caratterizzante
Ambito Scienze e tecniche di laboratorio biomedico
Settore BIO/12
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento ITALIANO
Contenuti La struttura degli acidi nucleici
L’organizzazione del genoma
La struttura dell’RNA
La replicazione del DNA
I meccanismi di riparazione ricombinazione del DNA
La trascrizione nei procarioti
La trascrizione negli eucarioti
L’epigenetica
I processi di modificazione dell’RNA
La traduzione
RNA regolatori
Tecniche di Biologia molecolare
Obiettivi formativi La biologia molecolare è una disciplina che appartiene alle scienze della vita che studia gli esseri viventi a livello dei meccanismi molecolari alla base della loro fisiologia, concentrandosi sulle interazioni tra le macromolecole, con particolare attenzione a quelle tra proteine ed acidi nucleici (DNA e RNA). I meccanismi che sottendono la fine regolazione del flusso dell’informazione genetica rappresentano uno dei punti più salienti. L’obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi per affrontare lo studio e la comprensione dei meccanismi alla base del controllo dell’espressione genica che agiscono ai diversi livelli, trascrizionale, post-trascrizionale, traduzionale e post-traduzionale. Lo studente è guidato lungo il percorso, perché arrivi alla comprensione della logica molecolare. Le attività di laboratorio avranno il compito di far comprendere agli studenti come le conoscenze di base possono essere utilizzate per investigare gli acidi nucleici e le loro caratteristiche, e come il DNA possa essere manipolato a scopi biotecnologici. L’obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi per affrontare lo studio e la comprensione dei complessi meccanismi molecolari responsabili della struttura, replicazione ed espressione del genoma.
Prerequisiti Conoscenze di base della biologia cellulare e della biochimica.
Metodi didattici Lezioni frontali
Altre informazioni
Modalità di verifica dell'apprendimento Esame scritto
Programma esteso La struttura degli acidi nucleici
La scoperta del DNA: prospettive storiche. Nucleosidi e nucleotidi. La struttura primaria e secondaria del DNA. Le forme alternative della doppia elica A,B, Z.Proprietà del DNA; effetto ipercromico.La struttura terziaria del DNA:superavvolgimento del DNA. Le topoisomerasi. Sequenziamento e sintesi di oligonucleotidi.
L’organizzazione del genoma
Dai nucleotidi alla cromatina Il progetto genoma, genomi sequenziati. Genoma procariotico. Struttura e organizzazione del genoma eucariotico, famiglie geniche. Il genoma batterico. I plasmidi. I batteriofagi. Virus a DNA. Il DNA mitocondriale. Genomi a RNA. Struttura della cromatina: il nucleosoma, la fibra da 10 nm, la fibra da 30 nm. Eucromatina ed eterocromatina.
La struttura dell’RNA
Struttura secondaria e terziaria dell’RNA. Funzioni biologiche dei diversi tipi di RNA. La catalisi da RNA. I ribozimi. Il mondo a RNA.
La replicazione del DNA
Replicazione semiconservativa. Meccanismo di replicazione del DNA nei procarioti e nelle cellule eucariotiche: inizio, allungamento termine; proteine ed enzimi coinvolti nella replicazione. Mantenimento dei telomeri: il ruolo della telomerasi nella replicazione del DNA nell’invecchiamento e nel cancro.
I meccanismi di riparazione ricombinazione del DNA
Le mutazioni. Le classi generali del danno al DNA. Errori di replicazione. Sistemi di riparo per basi danneggiate (BER, NER, MMR) e interruzioni del filamento di DNA (SSB repair e DSB repair attraverso NHEJ e HR). La ricombinazione omologa e la trasposizione del DNA (trasposoni e retrotrasposoni).
La trascrizione nei procarioti
I meccanismi della trascrizione .La struttura dei promotori batterici. La struttura della RNA polimerasi batterica. La regolazione dell’operone del lattosio (lac). L’attenuazione trascrizionale dell’operone del triptofano (trp).
La trascrizione negli eucarioti
I componenti del macchinario generale della trascrizione. La struttura della RNA polimerasi II. Il meccanismo della trascrizione da parte della RNA polimerasi II. Il quadro generale della regolazione trascrizionale. I fattori di trascrizione. Proteine che legano il DNA in maniera sequenza specifica (i principali domini proteici). Controllo dei regolatori trascrizionali (coattivatori e corepressori). L’assemblaggio del complesso di trascrizione. Il modello dell’enhanceosoma.
L’epigenetica
Modifiche a carico degli istoni (metilazione, acetilazione). Metilazione del DNA. Isole CpG. Rimodellamento della cromatina. L’imprinting genomico. L’inattivazione del cromosoma X.
I processi di modificazione dell’RNA
Modifiche chimiche a carico dell’RNA (snoRNP e RNA ribosomiale). Lo splicing dell’RNA. Gli introni capaci di autosplicing (gruppo I e di gruppo II). Splicing assistito (gruppo III) , spliceosoma. Le modifiche al 5’ e al 3’. Lo splicing alternativo. Editing dell’RNA. Il trasporto dell’mRNA.

La traduzione
Il codice genetico. Struttura e assemblaggio dei ribosomi. Le amminoacil-tRNA sintetasi e il caricamento dell’amminoacil-tRNA. L’attività di correzione delle bozze delle amminoacil-tRNA sintetasi. I fattori di traduzione. L’inizio della traduzione. Fase di allungamento e formazione del legame peptidico. Traslocazione. Fase di terminazione. La traduzione negli eucarioti. Fattori di traduzione negli eucarioti e differenze con i procarioti. Controllo traduzionale e post-traduzionale.
RNA regolatori
Regolazione genica post-trascrizionale. Produzione e funzionamento dei miRNA e dei siRNA. Oligonucleotidi antisenso, interferenza da RNA (RNAi). Applicazioni.
Tecniche di Biologia molecolare
Il Progetto Genoma Umano. Le classi principali di endonucleasi di restrizione. .La tecnologia del DNA ricombinante e il clonaggio molecolare (vettori e plasmidi, tecniche di trasformazione). La reazione a catena della polimerasi (PCR) e sue applicazioni. Produzione di proteine ricombinanti in sistemi batterici, animali e vegetali. Organismi geneticamente modificati (OGM) e relative tecniche di produzione.

FISIOLOGIA UMANA

Codice A001505
CFU 2
Docente responsabile Alessandro Tozzi
Docenti
  • Alessandro Tozzi - Didattica Ufficiale
Ore
  • 24 Ore - Didattica Ufficiale - Alessandro Tozzi
Attività Base
Ambito Scienze biomediche
Settore BIO/09
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)