Insegnamento BIOLOGIA MOLECOLARE
| Nome del corso di laurea | Biotecnologie |
|---|---|
| Codice insegnamento | 55005806 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2022 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Discipline biotecnologiche comuni |
| Settore | BIO/11 |
| Anno | 2 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Suddivisione |
BIOLOGIA MOLECOLARE - Canale A
| Codice | 55005806 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Manlio Di Cristina |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Discipline biotecnologiche comuni |
| Settore | BIO/11 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Obiettivo del corso è fornire agli studenti i concetti riguardanti la struttura degli acidi nucleici, delle proteine e le problematiche relative all’analisi delle stesse mediante metodologie classiche (isolamento, purificazione e studio delle proprietà strutturali e funzionali). Durante il corso gli studenti acquisiranno nozioni sulle principali tecniche analitiche e preparative impiegate in studi di biologia molecolare e genomica e competenze pratico-teoriche nell’isolamento e analisi di acidi nucleici e proteine. |
| Testi di riferimento | J.D.Watson, T.A.Baker,S.P.Bell,A.G.Gann, M.Levine, R.Losick: Biologia Molecolare del Gene, Ed. Zanichelli B. Lewin: Il Gene X, Ed.Zanichelli |
| Obiettivi formativi | Competenze biotecnologiche - Conoscenza e comprensione della struttura e delle proprietà biologiche di virus e batteri, anche geneticamente modificati; delle basi molecolari della trasmissione e dell'espressione dell'informazione genica; - delle metodologie di analisi a livello molecolare; - di tecniche di analisi e di manipolazione genetica. Capacità di applicare conoscenza e comprensione - delle metodologie per la modificazione genetica di cellule e modelli animali e vegetali. |
| Prerequisiti | Al fine di saper comprendere le tematiche affrontate nel corso lo studente deve avere buone conoscenze di base di Chimica Organica, di Biologia, di Biochimica e di metodi spettrofotometrici |
| Metodi didattici | Lezioni frontali in aula con proiezioni di diapositive e filmati. Alcune lezioni saranno dedicate al ripasso e all'approfondimento di tematiche anche proposte dagli studenti, con il coinvolgimento degli studenti stessi. Lezioni pratiche svolte in un laboratorio di Biologia molecolare equipaggiato con le classiche strumentazioni necessarie alla purificazione e all’analisi degli acidi nucleici, dove lo studente potrà lavorare autonomamente, sotto la guida del docente e di un tutore. Alcune lezioni pratiche saranno svolte nell'aula di bioinformatica. |
| Altre informazioni | Frequenza: Facoltativa ma consigliata |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La valutazione consiste in una prova scritta, seguita da una orale. La prova scritta servirà ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione degli argomenti trattati durante il corso, la capacità di lavorare in laboratorio autonomamente ed in maniera propositiva e di saper risolvere i problemi. Lo studente dovrà rispondere a trenta domande a risposta multipla ed a due domanda che prevedono una risposta aperta, grazie alla quali verrà valutata la capacità espositiva e di sintesi. Seguirà una prova orale cui avranno accesso gli studenti che avranno superato la prova scritta con una votazione pari o superiore a 18/30. Tale prova servirà a chiarire criticità emerse dalla prova scritta ed a verificare le capacità di comunicazione dello studente con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione sugli argomenti oggetto della prova scritta o comunque trattati a lezione. Al voto finale concorreranno l'esito della prova sia scritta che orale. Gli studenti che non hanno superato la prova scritta, avranno la possibilità di analizzarne le criticità insieme al docente, il giorno della prova orale. 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 | La struttura a doppia elica del DNA. Organizzazione della cromatina eucariotica. La replicazione del DNA. Meccanismi di riparo del DNA Meccanismi di ricombinazione del DNA. Struttura e funzionamento della RNA-polimerasi batterica Regolazione della trascrizione nei procarioti Struttura e funzionamento delle RNA-polimerasi eucariotiche. Studio dei promotori e delle unità trascrizionali eucariotiche. La regolazione della trascrizione negli eucarioti. La maturazione dei trascritti e lo splicing. Ribozimi ed RNA "interference" La sintesi proteica in procarioti ed eucarioti Tecnologia del DNA ricombinante: Metodiche di estrazione ed analisi degli acidi nucleici, Vettori plasmidici, fagici, cosmidici; vettori per applicazioni specializzate; Costruzione, clonaggio e selezione del DNA ricombinante. I prodotti della tecnologia del DNA ricombinante. |
BIOLOGIA MOLECOLARE - Canale B
| Codice | 55005806 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Lorena Urbanelli |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Discipline biotecnologiche comuni |
| Settore | BIO/11 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Il corso si propone illustrare a livello molecolare alle studentesse e agli studenti i principali elementi del flusso dell’informazione genica dal gene alle proteine, mediante un’analisi a livello molecolare dei passaggi di mantenimento (replicazione, riparo) e di espressione del genoma (trascrizione e regolazione della trascrizione, traduzione). Il corso si propone inoltre di spiegare le metodologie del DNA ricombinante e del clonaggio nei loro elementi essenziali |
| Testi di riferimento | J.D. Watson, T.A. Baker,S.P.Bell, A.G.Gann, M. Levine, R. Losick: Biologia Molecolare del Gene 7a Zanichelli F. Amaldi, P. Benedetti, G. Pesole, P. Plevani Biologia Molecolare, 3° ed., Casa Editrice Ambrosiana G. Capranico, E. Martegani, G. Musci, G. Raugei, T. Russo, N. Zambrano, V. Zappavigna, Biologia Molecolare, EDISES |
| Obiettivi formativi | Gli studenti analizzeranno la struttura degli acidi nucleici e i meccanismi della replicazione, riparo, trascrizione e traduzione in procarioti ed eucarioti. L’obiettivo è la comprensione dell’espressione genica a livello molecolare e la comprensione della relazione struttura/funzione degli acidi nucleici e delle proteine. Le tecniche di biologia molecolare saranno esaminate nella misura necessaria a comprendere i concetti essenziali del corso. Le principali conoscenze acquisite riguarderanno: - Il rapporto struttura/funzione degli acidi nucleici (DNA, RNA) e le differenze e analogie nell’interazione con le proteine; - I processi di mantenimento del genoma in termini di aspetti biochimici della sintesi del DNA, inizio e fine della replicazione sia in procarioti che eucarioti; - Il ruolo del riparo del DNA nel mantenimento dell’informazione genetica and il meccanismo di risposta al danno globale al DNA; - Aspetti regolativi e costitutivi della trascrizione, sia nei procarioti che begli eucarioti - La maturazione dei trascritti negli eucarioti - Aspetti regolativi e costitutivi della traduzione, sia nei procarioti che begli eucarioti, e scoperta molecolare del codice genetico - Il concetto di DNA ricombinante e gli strumenti di base per la manipolazione del DNA: enzimi di restrizione e vettori plasmidici Le principali abilità saranno: - Riconoscere l’importanza strutturale e regolativa delle sequenze importanti per la replicazione, la trascrizione e la traduzione; - Progettare un esperimento semplice di clonaggio molecolare con l’utilizzo di enzimi di restrizione e vettori plasmidici |
| Prerequisiti | Il corso prevede come prerequisiti nozioni di base sull’organizzazione della cellula eucariotica e procariotica (Biologia generale) e della relazione struttura/funzione delle principali classi di biomolecole (Biochimica) |
| Metodi didattici | Il corso prevede i) lezioni frontali con diapositive, ii) proiezione di video riguardanti specifici argomenti di lezione, per migliorare la comprensione strutturale del meccanismo di azione delle macromolecole; iii) esercitazioni in aula con test a risposta multipla e aperti sugli argomenti affrontati a lezione, iv) simulazione dell'esame scritto. |
| Altre informazioni | Per il calendario delle attività didattiche (date e orari delle lezioni, aula) consultare il sito web del corso di laurea in Biotecnologie presso dcbb.unipg.it |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L’esame finale consisterà in un test scritto su tutti gli argomenti (40 minuti, 30 domande a scelta multipla) per determinare la comprensione di base degli argomenti del corso, e in un esame orale, per gli studenti che hanno raggiunto una valutazione sufficiente (18/30) per discutere le criticità emerse durante la prova scritta Gli studenti che non raggiungeranno una valutazione sufficiente (18/30) nella parte scritta possono discutere i punti critici durante la parte orale o previo appuntamento con il docente. In caso di impossibilità di prove di esame in presenza, l’esame sarà svolto mediante l’utilizzo di una piattaforma online come stabilito di volta in volta dall’ Ateneo Gli studenti con disabilità o DSA possono consultare la pagina web www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | La struttura del DNA: nucleotidi e la stabilità della doppia elica. Gli isomeri A, B e Z della doppia elica. La denaturazione del DNA e la topologia del DNA La struttura dell’RNA. Gli aspetti strutturali e funzionali delle proteine che legano DNA e RNA Organizzazione del DNA all’interno della cellula eucariotica: eucromatina ed eterocromatina I nucleosomi e le modificazioni post-traduzionali degli istoni La replicazione del DNA: struttura delle DNA polimerasi e della forca replicativa Inizio e terminazione della replicazione del DNA in procarioti ed eucarioti Le mutazioni e le principali classi di agenti mutageni La riparazione del DNA associata alla replicazione (MMR) e post-replicativa (BER e NER) La riparazione delle rotture a doppio filamento: la ricombinazione omologa Il ciclo cellulare e la risposta al danno globale al DNA in procarioti ed eucarioti La trascrizione nei procarioti: struttura del promotore e della RNA polimerasi, formazione dei complessi di inizio e allungamento. La terminazione della trascrizione La trascrizione negli eucarioti: struttura dei promotori e delle RNA polimerasi La maturazione dell’mRNA e lo splicing, la maturazione del tRNA e del rRNA La sintesi proteica: struttura del ribosoma e del tRNA, formazione del complesso di inizio, allungamento e terminazione in procarioti ed eucarioti. Il codice genetico e il caricamento dell’aminoacido sul tRNA La regolazione della trascrizione nei procarioti: controllo costitutivo e regolativo. Esempi di controllo regolativo: struttura/funzione dell’operone lattosio e dell’operone triptofano La regolazione della trascrizione negli eucarioti: i principali motivi di legame al DNA nei fattori di trascrizione, i meccanismi di attivazione dei fattori di trascrizione e i rapporti con la trasduzione del segnale. |