Insegnamento BIOLOGIA MOLECOLARE

Corso
Chimica e tecnologia farmaceutiche
Codice insegnamento
65002506
Sede
PERUGIA
Curriculum
Comune a tutti i curricula
Docente
Mariangela Morlando
Docenti
  • Tommaso Beccari (Codocenza)
Ore
  • 48 ore (Codocenza) - Tommaso Beccari
CFU
6
Regolamento
Coorte 2023
Erogato
2023/24
Attività
Caratterizzante
Ambito
Discipline biologiche e farmacologiche
Settore
BIO/11
Tipo insegnamento
Obbligatorio (Required)
Tipo attività
Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento
ITALIANO
Contenuti
Le macromolecole biologiche: DNA, RNA e proteine. Funzioni degli acidi nucleici: espressione e utilizzo dell'informazione in essi contenuta.
Gli RNA non codificanti e applicazioni nella ricerca sperimentale e biomedica.
Lo studio delle patologie a livello molecolare e degli approcci terapeutici. Metodi per lo studio dell'espressione genica. Tecnologia del DNA ricombinante: applicazioni in biomedicina e nelle biotecnologie.
Sistemi di genome editing (CRISPR-Cas) e generazione di sistemi modello cellulari e animali.
Testi di riferimento
Biologia Molecolare Amaldi, Benedetti, Pesole, Plevani - terza edizione 2018
Biologia molecolare del gene Watson, Baker, Bell, Gann, Levine, Losick - edizione 2022

Per approfondimenti sulle metodologie:
Biotecnologie Molecolari Brown - seconda edizione 2017

Materiale didattico fornito dal docente mediante la piattaforma Unistudium
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire agli studenti gli elementi base per la comprensione dell’organizzazione strutturale dei geni e dei meccanismi molecolari che regolano trascrizione e i processi post-trascrizionali sia in condizioni fisiologiche che patologiche. Il corso inoltre, offre agli studenti le conoscenze di base sugli strumenti metodologici sperimentali della biologia molecolare curando gli aspetti applicativi inerenti all’ingegneria genetica, alle biotecnologie e alla biomedicina.
Prerequisiti
Conoscenze di Biochimica e Biologia Generale
Metodi didattici
Lezioni frontali in aula con proiezioni di diapositive e filmati.
Altre informazioni
Attività di didattica integrativa:
per gli studenti che ne faranno richiesta è prevista attività di tutoraggio come supporto alla preparazione dell'esame. Il ricevimento studenti viene concordato con il docente via email.
Modalità di verifica dell'apprendimento
Consiste in una prova orale di circa 30 minuti che serve a verificare il livello di conoscenza e la capacità di comprensione degli argomenti trattati durante il corso nonché a verificare la proprietà di linguaggio nell’esposizione degli stessi.
Durante il corso verranno effettuate due prove scritte in itinere, non obbligatorie, durante le quali lo studente dovrà rispondere sia a domande a risposta multipla che a domande che prevedono una breve risposta aperta. Le prove in itinere offrono allo studente di autovalutare la preparazione ed eventualmente effettuare uno studio mirato al superamento delle criticità emerse, in previsione della prova orale finale. Per coloro che scelgono di effettuare le prove in itinere, la media delle votazioni ottenute concorrerà al voto finale insieme alla votazione ottenuta durante prova orale.
Nel caso in cui lo studente intenda anticipare l’esame in un anno precedente a quello programmato nel piano di studio, si raccomanda di frequentare il ciclo delle lezioni e di sostenere l’esame nel primo appello utile dopo che le lezioni medesime siano terminate, nel rispetto quindi del semestre di programmazione dell’insegnamento.

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
- Cenni storici sulla nascita della Biologia Molecolare e sulla definizione del DNA come molecola depositaria dell'informazione genetica. Richiami alla struttura di proteine e acidi nucleici. Il dogma centrale della biologia molecolare. Cellule eucariotiche e procariotiche.
- Struttura del DNA. Strutture alternative del DNA (A, B, Z). Denaturazione del DNA e rinaturazione. Effetto ipercromico. Cromosomi: cromatina, nucleosomi, istoni, l’organizzazione del genoma.
- Divisione Mitotica e Meiotica. Replicazione del DNA, ciclo cellulare e suo controllo. Telomeri-senescenza, invecchiamento e cancro
-Approcci molecolari per lo sviluppo di terapie antitumorali. Un target terapeutico interessante: P53. La terapia genica.
- Struttura dell’RNA. Tipi di RNA: RNA codificanti e non codificanti
- Trascrizione nei procarioti e negli eucarioti. Macchinario e meccanismi della trascrizione.
- Regolazione della trascrizione nei procarioti: operoni Lattosio e Triptofano.
- Regolazione della trascrizione negli eucarioti. Modificazioni degli istoni rimodellamento della cromatina. Eucromatina e eterocromatina. Fattori di trascrizione, attivatori e corepressori; enhacer.
- Processi post-trascrizionali: la chimica dello splicing dell'RNA, splicing alternativo; capping e poliadenilazione dell’mRNA. Patologie associate con difetti nel processo di splicing e potenziali approcci terapeutici. Maturazione dell’mRNA degli Istoni.
- Codice genetico e traduzione nei procarioti e negli eucarioti. Amminoacil-tRNA sintetasi. Regolazione della traduzione. Meccanismo d’azione degli antibiotici.
- La regolazione dell’espressione genica post-trascrizionale negli eucarioti: Il controllo della stabilità degli RNA messaggeri e NMD; Il metabolismo del ferro: regolazione post-trascrizionale dei geni per la Ferritina e la Transferrina; gli RNA non codificanti con attività regolativa: microRNA (biogenesi e funzione) e i lunghi RNA non codificanti. Il fenomeno dell’RNA interferente e sue applicazioni nella ricerca sperimentale e biomedica. Patologie associate ad alterazioni dei processi di regolazione post-trascrizionale. Uso degli RNA come target terapeutici o come molecole terapeutiche.
Tecniche di biologia molecolare:
- Elettroforesi di acidi nucleici e proteine.
- Studio dell’espressione genica: Northern blot e Western Blot. Metodi marcatura degli acidi nucleici (radioattivi e non radioattivi). RT-PCR e RT-PCR quantitativa.
- Tecnologia del DNA ricombinante e clonaggio molecolare: PCR, endonucleasi di restrizione, vettori di clonaggio, ligasi. Vettori virali utilizzabili negli approcci terapeutici. Trasformazione batterica. Applicazioni: screening per PCR; generazione di organismi geneticamente modificati; biomedicina e terapia genica.
- Proteine di fusione
- Metodi “omici” per lo studio del genoma e dell’espressione genica.
- Tecniche di genome editing e generazione di sistemi modello cellulari e animali.
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