BIOLOGIA E GENETICA - canale 2
Anno accademico 2017/2018 - 1° annoCrediti: 10
Organizzazione didattica: 250 ore d'impegno totale, 180 di studio individuale, 70 di lezione frontale
Semestre: 1°
ENGLISH VERSION
Obiettivi formativi
Il corso ha lo scopo di dare allo studente una visione integrata della cellula e degli organismi viventi, con particolare riguardo ai meccanismi coinvolti nei processi cellulari di base che ne regolano le attività . Lo studente dovrà conoscere i processi della duplicazione e della trasmissione dell'informazione genetica, la proliferazione cellulare, lo sviluppo, i meccanismi di differenziamento, le modalità e le basi molecolari della trasmissione dei caratteri, i processi di trascrizione e modificazione dell’informazione genetica. Alla fine del corso lo studente deve essere in grado di dimostrare di avere acquisito le tecnologie biomediche avanzate necessarie alla comprensione dei fenomeni biologici normali e patologici.
Prerequisiti richiesti
Conoscenze sui principali processi cellulari.
Frequenza lezioni
Obbligatoria
Contenuti del corso
La teoria cellulare: cellule ed organismi. Struttura e funzione delle proteine. Gli enzimi. Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule procariotiche (Batteri e Archea).
Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule eucariotiche: membrana plasmatica, nucleo,reticolo endoplasmatico,ribosomi, perossisomi, lisosomi, mitocondri, complesso di Golgi, citoscheletro. I virus.
Il DNA nucleare: struttura e funzioni. Il DNA nei procarioti: il cromosoma batterico. Il modello a doppia elica di Watson e Crick. La composizione chimica del DNA. Regole di Chargaff. Il DNA negli eucarioti: cromatina e cromosomi.
Il dogma centrale della biologia molecolare. Dal genotipo al fenotipo. Fenotipo ed ambiente.
La proliferazione cellulare: il ciclo cellulare ed i relativi meccanismi di controllo.
La duplicazione del DNA nei batteri e negli eucarioti: meccanismi molecolari. Replicazione dei telomeri: la telomerasi.
Polymerase Chain Reaction (PCR): tecnologia ed implicazioni per la Medicina.
Classificazione e struttura dei geni eucariotici( funzione dei promotori, esoni ed introni) e procariotici (struttura operoni).
Il processo della trascrizione in procarioti ed eucarioti: sintesi e rielaborazione degli RNA [mRNA e RNA non codificanti (ncRNA), quali miRNA e lncRNA].
Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Il codice genetico. La sintesi proteica.
Mutazioni genetiche e modificazioni epigenetiche del DNA. Il cariotipo umano: cariotipi normali e cariotipi patologici. Anomalie cromosomiche numeriche: trisomie e monosomie. Non-disgiunzioni mitotiche e meiotiche. Mosaicismo.La divisione cellulare: scissione binaria, mitosi e meiosi. Gametogenesi maschile e femminile. Modalità di trasmissione dei caratteri genetici nell’Uomo. La genetica mendeliana. I limiti del modello mendeliano. I Progetti Genoma. Ruolo della Biologia computazionale e della BioInformatica in Medicina. Le malattie genetiche di Homo sapiens.
Membrane cellulari: struttura e funzioni. I meccanismi di trasporto attraverso la membrana: diffusione semplice e facilitata. Il trasporto attivo. La trasduzione del segnale. Gli ormoni. Recettori associati alle proteine G. Ruolo dell’AMPc.
Il traffico molecolare intra- ed intercellulare. Ruolo delle microvescicole e degli esosomi.
Meccanismi di interazione tra cellule: CAM (Caderine ed Integrine).
Il fenotipo neoplastico: Oncogeni e soppressori tumorali.
Differenziamento ed apoptosi
Testi di riferimento
1. De Leo, Fasano e Ginelli Biologia e Genetica, Ed. Edises
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2. Alberts, Bray, Hopkin, Johnson…, L’essenziale di Biologia molecolare della cellula, Ed Zanichelli
3.H. Lodish, A.Berk, CA Kaiser, M.Krieger et.al, Biologia molecolare della cellula, Ed. Zanichelli
4. M. R.Cummings, Eredità, Ed. Edises NOTA: E’ importante utilizzare la edizione più recente dei testi prescelti. |
Programmazione del corso
* | Argomenti | Riferimenti testi | |
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1 | La Teoria cellulare: cellule ed organismi | Testo 1: cap.2; Testo 2: cap. 1 | |
2 | Struttura e funzione delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Gli enzimi | Testo 1:cap.1; Testo 2: cap.4;Testo 3: cap.2 | |
3 | Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule procariotiche (Batteri e Archea). | Testo 1: cap.2; Testo 2: cap. 1 | |
4 | Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule eucariotiche: membrana plasmatica, nucleo,reticolo endoplasmatico,ribosomi, perossisomi, lisosomi, mitocondri, complesso di Golgi, citoscheletro | Testo 1: cap.2; Testo 2: cap.15; Testo 3: cap.13 e 14 | |
5 | * | Il DNA nucleare: struttura e funzioni. Il modella a doppia elica di Watson e Crick. La composizione chimica del DNA. Regole di Chargaff | Testo 2: cap.5; Testo 3: cap.4; Testo 4: cap. 8 |
6 | * | I virus | Testo 1: cap.6; Testo 2: cap.9; Testo 3: cap.4 |
7 | Il DNA nei procarioti: il cromosoma batterico. | Testo 1: cap.1 e 4; Testo 2: cap.5 | |
8 | * | Il DNA negli eucarioti: cromatina e cromosomi | Testo 2: cap.5; Testo 3: cap.6; Testo 4: cap.8 |
9 | Il dogma centrale della biologia molecolare. Dal genotipo al fenotipo. Fenotipo ed ambiente | Testo 1: cap.4; Testo 2: cap. 7; Testo 4: cap.10 | |
10 | * | La duplicazione del DNAnei batteri e negli eucarioti: meccanismi molecolari. Replicazione dei telomeri: la telomerasi | Testo 1: cap.4; Testo 2: cap.6; Testo 3: cap.4 e 13 |
11 | * | La proliferazione cellulare: il ciclo cellulare ed i relativi meccanismi di controllo | Testo 3: cap.20; Testo 4: cap.12 |
12 | * | Polymerase Chain Reaction (PCR): tecnologia ed implicazioni per la Medicina | Testo 1: cap.14; Testo 2: cap.10; Testo 4: cap.13 |
13 | * | Classificazione e struttura dei geni eucariotici(funzione dei promotori, esoni ed introni) e procariotici (struttura operoni | Testo 1: cap.4 ; Testo 2: cap.7 e 8; Testo 3: cap.6; Testo 4: cap.9 |
14 | * | Il processo della trascrizione in procarioti ed eucarioti: sintesi e rielaborazione degli RNA [mRNA e RNA non codificanti (ncRNA), quali miRNA e lncRNA]. | Testo 1: cap. 4; Testo 2: cap.7 e 8;Testo 3: cap. 4 e 8 |
15 | * | Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Il codice genetico. La sintesi proteica | Testo 3: cap. 3, 7 e 8; Testo 4: cap. 9 |
16 | * | Le mutazioni genetiche e modificazione epigenetiche del DNA.Anomalie cromosomiche numeriche: trisomie e monosomie. Non-disgiunzioni mitotiche e meiotiche. Mosaicismo | Testo 1: cap. 4 e 10; Testo 4: cap.6 e 11 |
17 | La divisione cellulare: scissione binaria, mitosi e meiosi | Testo 1: cap.7 e 8; Testo 2: cap.18 e 19; Testo 3: cap.20;Testo 4: cap. | |
18 | Gametogenesi maschile e gametogenesi femminile | Testo 1: cap.8; Testo 2: cap.19; Testo 3: cap.22; Testo 4: cap.2 | |
19 | * | Modalità di trasmissione dei caratteri genetici nell’Uomo. La genetica mendeliana. I limiti del modello mendeliano. | Testo 1: cap.11 e 12; Testo 4: cap.3 e 4 |
20 | * | I Progetti Genoma. Ruolo della Biologia computazionale e della Bioinformatica in Medicina. Le malattie genetiche di Homo sapiens | Testo 1: cap.14; Testo 4: cap.14 e 15 |
21 | La membrana plasmatica: struttura e funzioni | Testo 1: cap.5; Testo 2: cap.11; Testo 3: cap.10 | |
22 | * | I meccanismi di trasporto attraverso la membrana: diffusione semplice e facilitata. Il trasporto attivo | Testo 1: cap.2 e 5; Testo 2: cap.12; Testo 3: cap. 11 |
23 | * | La trasduzione del segnale | Testo 1: cap. 5; Testo 2: cap.16; Testo 3: cap. 15 e 16 |
24 | * | Gli ormoni. Recettori associati alle proteine G. Ruolo dell’AMPc | Testo 1: cap. 5; Testo 2: cap.16; Testo 3: cap. 15 |
25 | Il traffico molecolare intra- ed intercellulare. Ruolo delle microvescicole e degli esosomi | Testo 2: cap. 13; Testo 3: cap.8 e 14 | |
26 | Meccanismi di interazione tra cellule: CAM (Caderine ed Integrine). | Testo 1: cap. 5; Testo 3: cap. 19 | |
27 | * | Il fenotipo neoplastico: Oncogeni e soppressori tumorali. | Testo 1: cap.13; Testo 2: cap.20; Testo 3: cap.25; Testo 4: cap.12 |
28 | * | Differenziamento ed Apoptosi | Testo 2: cap.18; Testo 3: cap.21 e 22 |
N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame scritto seguito da esame orale.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Il processo di trascrizione nei procarioti e negli eucarioti: sintesi e rielaborazione degli RNA [mRNA ed RNA non codificanti (ncRNA) compresi i miRNA].
Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Il codice genetico. La sintesi proteica.
Il fenotipo neoplastico: Oncogeni e soppressori tumorali.