Corso di BioMedicina Molecolare
Genomica e dei Sistemi Complessi
CFU: 6
Anno accademico 2010-2011
Logica del Corso
Il completamento del Progetto Genoma di Homo sapiens e di molti altri
organismi e virus ha modificato profondamente le nostre conoscenze
sulla loro biologia, nonché l’impostazione e le prospettive degli studi in
campo biomedico. I progressi nel campo della BioMedicina Omica
(Genomica, inclusa quella degli RNA non codificanti, Epigenomica,
Trascrittomica, Proteomica, incluse le modifiche post-traduzionali delle
proteine, Interattomica, Patogenomica Umana), della Biologia
Computazionale, della Bioinformatica, delle Biotecnologie hanno reso
possibile la nascita della BioMedicina Molecolare Genomica e dei
Sistemi Complessi. Questa disciplina si propone di consentire agli
Studenti di conseguire una visione globale ed unificante della struttura
degli organismi, delle cellule che li costituiscono, e delle relative
funzioni. Il corso (rivolto sia a Studenti di primo che di secondo livello,
inclusi gli Specializzandi) inizia con la descrizione del genoma ed ha
l’obiettivo di consentire una visione unificante della biologia, della
fisiologia e della patologia. La conseguente conoscenza della logica
biologica dovrebbe permettere il disegno di razionali strategie
terapeutiche, basate sulla conoscenza delle alterazioni molecolari alla
base delle varie malattie. Il Corso è caratterizzato dalla peculiarità
dell’approccio Top > Down ed è costituito da una serie di seminari su
aspetti avanzati della BioMedicina Molecolare Genomica e dei Sistemi
Complessi, quali il progetto Encode ed il progetto The Human Proteome,
che hanno determinato una importante evoluzione delle nostre
conoscenze su struttura e funzioni del genoma umano. Verranno
descritte le Omiche degli Apparati e Macchinari molecolari delle cellule
(Macchinario del Ciclo Cellulare, Apparato di Duplicazione del DNA,
Macchinario del Restauro del DNA, Apparato di Trascrizione, Apparato
della Sintesi delle Proteine, Apparato per la Sintesi ed il Targeting di
Microvescicole ed Esosomi, Macchinario della Trasduzione del Segnale,
Macchinario Apoptotico), correlandole con le relative funzioni
biologiche e con il coinvolgimento di questi apparati in patologia.
L’evoluzione è un tema costante del Corso. Gli Studenti sono stimolati a
svolgere un intenso tirocinio in laboratorio per acquisire una
appropriata working knowledge sugli argomenti e sulle metodologie
sperimentali della BioMedicina molecolare contemporanea. La Sezione
di Biologia, Genetica, Genomica Cellulare e Molecolare del Dipartimento
G F Ingrassia (sede del corso) dispone di strumentazione
tecnologicamente avanzata per lo svolgimento di ricerche sperimentali
in BioMedicina Cellulare e Molecolare.
Seminari
-La BioMedicina Genomica: Definizione, Origine Storica, Ambiti di
Indagine, Prospettive per l’Evoluzione della Medicina.
-La BioMedicina Molecolare dei Sistemi Complessi: l’Importanza
dell’Approccio Olistico allo Studio degli Organismi e delle Cellule e gli
Ostacoli Tecnologici alla sua Attuazione - Dallo Studio delle Omiche alla
Biologia della Cellula.
-I Progetti Genoma e l’Approccio del Gene Candidato per l’Analisi del
Fenotipo e della Funzione dei Geni.
-La Regolazione dell'Espressione dei Singoli Geni e quella del Genoma
-Metodologie Avanzate High Throughput (incluse le BioTecnologie) per
lo Studio di Struttura e Funzioni Cellulari.
-La BioInformatica: uno Strumento Analitico Essenziale in BioMedicina.
-Apparati e Macchinari Cellulari: Struttura Genomica, Struttura
Molecolare, Patologia Correlata, Evoluzione (Il Macchinario del Ciclo
Cellulare, L’Apparato di Duplicazione del DNA, L’Apparato di
Trascrizione, Il Macchinario della Sintesi delle Proteine, Apparato per la
Sintesi ed il Targeting di Microvescicole ed Esosomi, L’Apparato della
Trasduzione del Segnale, Il Macchinario Apoptotico).
-Una Nuova Visione del Genoma: Ruolo critico degli RNA non
Codificanti (sncRNAs) nella Regolazione dell’Espressione e loro
Coinvolgimento in Patologia Genetica.
-Il progetto Encode.
-Il progetto The Human Proteome.
-Networks biologiche: Complessita', Metodi di Analisi, Applicazioni
Sperimentali.
-Cellule Staminali: Biologia, Biotecnologia, Applicazioni Terapeutiche.
-BioDiritto e Bioetica: Legislazione, Filosofia, Morale.
Biologia della Cellula
Tutoriali
• Organismi e cellule: la teoria cellulare - Organizzazione
strutturale e funzionale delle cellule eucariotiche, procariotiche,
virus - Principi e meccanismi dell’evoluzione
• Genomi e geni eucariotici, procariotici, virali - I Progetti
Genoma. Le macchine molecolari della cellula. Dal genotipo al
fenotipo - Fenotipo ed ambiente
• La proliferazione cellulare: il ciclo ed i relativi meccanismi di
controllo - Cromatina e Cromosomi - La duplicazione del DNA Classificazione degli RNA, loro sintesi e rielaborazione - Il codice
genetico - La sintesi proteica - Regolazione dell’espressione
genica - Mutazioni genetiche e modificazioni epigenetiche del
DNA.
• Mitosi e Meiosi - La genetica mendeliana ed i limiti del modello
mendeliano - Modalità di trasmissione e di espressione dei
caratteri genetici negli Eucarioti, in particolare nell’Uomo.
• Le malattie genetiche di Homo sapiens
• Membrane cellulari: struttura e funzione
• Organuli cellulari: struttura, funzione ed evoluzione
• La trasduzione del segnale
• Differenziamento ed apoptosi
• Il fenotipo neoplastico
• Meccanismi di interazione tra cellule
Alcuni libri utilizzabili quali testo di riferimento
Biologia molecolare della cellula - Lodish e Coll, Ed Zanichelli
Biologia molecolare della cellula - Alberts e Coll, Ed Zanichelli
La cellula: un approccio molecolare - Cooper, Ed Zanichelli
Geni e Segnali - Ptashne e Gann, Ed Zanichelli
Biologia molecolare e cellulare - Wolfe, Ed Edises
Biologia e Genetica – Autori vari, Ed Edises
Genetica umana molecolare - Strachan e Read, Ed Utet
Genetica in Medicina - Thompson e Thompson, Ed Idelson Gnocchi
Genetica medica - Gelehrter, F Collins, D Ginsburg, Ed Masson
Genetica umana: dal caso clinico al genotipo - Korf, Ed Springer
Eredità: Principi e Problematiche in Genetica Umana – Cummings,
Edises
Genetica clinica – Read e Donnai, Ed Zanichelli
Introduzione alla Genomica – Gibson e Muse, Ed Zanichelli
Genes VIII - Lewin, Ed Oxford Press
La nuova Genetica e la pratica clinica - Weatherall, Ed Zanichelli
Ed
Introduzione alla Bioinformatica – Valle e Coll, Ed Zanichelli
NOTA
E’ essenziale utilizzare l’edizione più recente dei testi prescelti nonchè
le referenze bibliografiche specifiche, che saranno indicate durante il
Corso e pubblicate nel sito http://www.bgbunict.it (insieme ai Power
Points dei Seminari).
Sede del Corso
Dipartimento di Gian Filippo Ingrassia
Sezione di Biologia, Genetica, Genomica Cellulare e Molecolare
Unità di BioMedicina Molecolare Genomica e dei Sistemi Complessi,
Genetica, Biologia Computazionale
Via Santa Sofia 87, 95123 Catania
Comparto 10
Calendario del Corso
Le lezioni del corso inizieranno martedì 22 marzo 2011 e si svolgeranno
ogni martedì e giovedì del secondo semestre dell’anno accademico,
dalle ore 15 alle ore 17, presso l’aula 3 dell’edificio A del Comparto 10.
Ulteriori informazioni saranno pubblicate sul sito web della Unità di
BioMedicina Molecolare Genomica e dei Sistemi Complessi, Genetica,
Biologia Computazionale(http://www.bgbunict.it), nonché sul sito dei
Corsi di Laurea coinvolti.
