Corso Integrato di Biologia e Genetica
Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia
Anno Accademico 2011-2012
Responsabile Prof. Alexis Grande
Programma del Modulo di Biologia Cellulare e Molecolare
Biologia Molecolare
- Replicazione del DNA in procarioti ed eucarioti: meccanismi di inizio, allungamento e terminazione,
forcina replicativa, sintesi e rimozione degli inneschi, enzimi coinvolti nel processo replicativo, DNA
polimerasi batteriche ed eucariotiche;
- Ricombinazione del DNA: definizione di ricombinazione omologa, non omologa e sito-specifica,
modello di Holiday e di Meselson-Radding, conversione genica, meccanismi molecolari di
ricombinazione omologa in procarioti ed eucarioti;
- Riparo del DNA in procarioti ed eucarioti: relazione fra danno e mutazione, riparo dei
malappaiamenti, riparo per escissione di nucleotidi e di basi, riparo delle rotture del DNA a singola e
doppia catena (riparo ricombinatoriale non omologo e omologo), tipi di mutazioni e loro effetto sulla
funzione dei geni interessati;
- Organizzazione fisica del genoma: livelli di organizzazione strutturale della cromatina, nucleosomi,
DNA nucleosomico, proprietà degli istoni, complessi di modificazione e di rimodellamento dei
nucleosomi; cromosomi (centromeri, telomeri); compartimenti nucleari, domini cromosomici, domini
cromatinici, matrice nucleare, MAR, SAR, corpi nucleari;
- Organizzazione genetica del genoma: DNA non ripetitivo, moderatamente ripetitivo (retrotrasposoni
e trasposoni) e altamente ripetitivo (DNA satellite, minisatellite e microsatellite); “cluster” di geni
(geni globinici), meccanismi responsabili della formazione e dell’ evoluzione molecolare del DNA
ripetitivo;
- Trascrizione genica nei procarioti: promotori batterici, RNA polimerasi batterica, meccanismi di
inizio e terminazione della trascrizione nei batteri, regolazione della trascrizione nei batteri (varianti
della subunità , operone del lattosio e del triptofano);
- Trascrizione genica negli eucarioti: trascrizione mediata da RNA polimerasi II e sua regolazione,
organizzazione della regione promotrice (promotore minimo, elementi di regolazione trascrizionale
prossimali e distali), complesso di inizio, attivatori e repressori trascrizionali, sintesi del trascritto
primario e sua maturazione in RNA messaggero (“capping, “splicing, poliadenilazione, “editing”);
trascrizione mediata da RNA polimerasi I e III, maturazione dell’ RNA ribosomale e transfer; miRNA
e siRNA;
- Traduzione degli RNA messaggeri: struttura e ruolo dell’ RNA ribosomale e degli RNA transfer
nella sintesi proteica, ridondanza del codice genetico, tRNA isoaccettori, fenomeno del vacillamento,
divergenze fra procarioti ed eucarioti nella fase di inizio, regolazione della fase di inizio della
traduzione, meccanismi di allungamento e terminazione.
Biologia Cellulare
- Compartimenti intra-cellulari e smistamento delle proteine: segnali di smistamento al nucleo e a vari
organuli cellulari (reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, lisosomi), via secretoria, modificazioni
post-traduzionali delle proteine;
- Traffico vescicolare intra-cellulare: endocitosi, fagocitosi, pinocitosi, endocitosi mediata da recettore,
esocitosi e vescicole secretorie, meccanismi molecolari del traffico vescicolare.
- Trasporto di membrana: diffusione semplice, diffusione facilitata (trasporto passivo: uniporto,
sinporto e antiporto), trasporto attivo, trasportatori ABC (CFTR, MDR), canali ionici;
- Vie di trasduzione del segnale extra-cellulare: generalità e significato biologico; vie di trasduzione
del segnale di membrana, vie di segnalazione dei recettori associati a proteine G (ruolo della Proteinchinasi C), dei recettori tirosin-chinasici (ruolo della PI3-chinasi), recettori associati a tirosin-chinasi
(recettori citochinici), recettori serin-treonin-chinasici (via del TGF), vie di segnalazione dipendenti
da proteolisi intra-cellulare (via della -catenina); via di trasduzione dei recettori nucleari, proprietà
biochimiche e biologiche dei loro ligandi;
- Proliferazione cellulare, ciclo cellulare e sua regolazione genetica: protein-chinasi ciclina-dipendenti,
cicline e loro inibitori, regolazione della transizione G1/S, della fase S, della transizione G2/M e della
fase M, punti di controllo del ciclo cellulare e loro funzioni;
- Apoptosi cellulare: definizione, proprietà generali, differenze con la necrosi, caratteristiche
morfologiche, biochimiche e molecolari delle cellule apoptotiche, ruolo delle caspasi, via intrinseca ed
estrinseca di regolazione dell’ apoptosi;
- Differenziamento cellulare: esempi di differenziamento, finalità biologica e regolazione del
differenziamento ad opera di programmi genetici trascrizionali; ematopoiesi, differenziamento
eritroide e mieloide.
- Biologia del cancro: significato biologico dell’ equilibrio fra proliferazione, differenziamento,
apoptosi, e senescenza; ruolo della relazione fra adesione cellula – cellula, adesione cellula – matrice,
ancoraggio membrana – citoscheletro, movimenti cellulari e proliferazione cellulare; meccanismi della
trasformazione tumorale, virus oncogeni ad RNA e a DNA; proprietà, funzioni e classificazione di
oncogeni e anti-oncogeni.
TESTI CONSIGLIATI
Biologia Cellulare e Molecolare:
Biologia molecolare della cellula, autore Bruce Alberts, casa ed. Zanichelli, V edizione
Biologia cellulare e genetica, parte prima, autori vari, casa ed. Piccin
Biologia Molecolare:
Genomi, autore T.A Brown, casa ed. EDISES, II edizione
Il Gene VIII, autore Benjamin Lewin, casa ed. Zanichelli
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PROGRAMMA del corso di “BIOLOGIA E GENETICA GENERALE”