Lez 1

Amaldi - Benedetti - Pesole – Plevani
BIOLOGIA MOLECOLARE
Seconda edizione
Casa Editrice Ambrosiana
Benjamin Lewin, Jocelyn E. Krebs, Elliott S.
Goldstein, Stephen T. Kilpatrick
Il gene - Seconda edizione compatta 2011
Zanichelli
James D. Watson, Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann,
Michael Levine, Richard Losick
BIOLOGIA MOLECOLARE DEL GENE
Zanichelli
Corso Integrato Biologia Molecolare e Bioinformatica 9CFU
Modulo Biologia Molecolare (prof. Loreni) 6CFU
Modulo Bioinformatica (prof. Morozzo Della Rocca) 3CFU
Valutazione complessiva
Voto finale: media pesata tra i voti nei due moduli
Valutazione modulo Biologia Molecolare
• 4 test in itinere (programma parziale) + test finale su tutto il programma
• Laboratorio: relazione con idoneità (necessaria per la valutazione)
• Opzionale: test di recupero di uno dei 4 test in itinere
Voto finale: media dei voti dei test (il test finale vale doppio)
Percorso alternativo (sconsigliato) : orale finale su tutto il programma
lez
1
2
3
4
SCHEMA LEZIONI BIO MOL BIOINF (Modulo BioMol)
LT BIOTEC (AA 2015/2016)
argomenti
data
settimana
cenni storici, nucleotidi
5/10
struttura raggi X, appaiamento,
1-struttura
DNA, RNA
strutture DNA, topologia,
8/10
codice genetico
5
6
7
8
genomi, valore C
esoni-introni
DNA ripetuto
famiglie geniche
TEST 1
9
10
11
12
organelli
cromosomi
cromatina
nucleosomi
13
14
15
16
replicone
replicazione
DNA polimerasi
riparazione
tecniche
tecniche
TEST 2
A
17
18
19
20
trascrizione procariori
regolaz. procarioti
trascrizione eucarioti
regolaz eucarioti
21
22
23
24
terminaz, antiterminaz
maturaz rRNA, mRNA eucar
modificazioni RNA
splicing
tecniche
tecniche
TEST 3
B
25
26
27
28
tRNA, mRNA
ribosoma
traduzione
regolazione traduz
29
30
31
32
ù
regolaz. traduzionale
localizzazione mRNA
localizzazione proteine
trasporto nucleo-citoplasma
TEST 4
TEST R
TEST 5 (FINALE)
12/10
2- genomi
15/10
19/10
22/10
3-cromatina
26/10
29/10
2/11
4- replicazione
DNA
5/11
9/11
12/11
5-trascrizione
16/11
19/11
6-reg. trascr
23/11
26/11
30/11
3/12
7-traduzione
10/12
14/12
8-reg traduz
17/12
21/12
7 o 11/1
?
Definizioni
• Acidi nucleici:
• Gene:
molecole che codificano l’informazione
genetica. DNA, RNA
segmento di DNA che codifica per una catena
polipeptidica
• Genoma: insieme delle sequenze di DNA di un organismo
Biologia Molecolare
• In che modo viene conservato il
materiale genetico?
• Come viene decodificata l’informazione
contenuta nel materiale genetico?
Friedrich Miescher
(1844-1895)
The laboratory located in the vaults of an old castle
where Miescher isolated nuclein (1879)
Levene working in the lab
Levene's laboratory with
some of his students (1909).
«La natura chimica dei geni è sconosciuta. Essi sono probabilmente proteine,
perché gli acidi nucleici consistono di (pochi) blocchi di tetranucleotidi (Levene
1930). Questa struttura semplice li rende improbabili candidati come portatori
della grande quantità di informazioni necessarie per agire come geni.»
Strutture del tetranucleotide
proposte nel 1935
da Levene e Tips
da Takahashi
Esperimento di "trasformazione" batterica: Griffith, 1929
Pneumococco (Streptococcus pneumoniae)
S
muore
R
ceppo S
ucciso al
calore
vive
R
S
vive
muore
• Un principio “trasformante” converte
il ceppo R in S
Oswald Avery at work in the laboratory, around 1930
Trasformazione di pneumococchi mutanti R
in tipo S mediante estratto cellulare
Alfred Hershey and Martha Chase (1953)
L'esperimento del "frullatore” - Hershey e Chase, 1952
Fagi marcati con P32 nel DNA
e con S35 nelle proteine
infettano i batteri
frullatore
I capsidi fagici contengono
l'80 % del S35 mentre
i batteri infettati contengono
il 70 % del P32
lisi
La progenie fagica
contiene il 30 % del P32
e < 1% del S35
B. LEWIN, IL GENE - Edizione compatta, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2007
La struttura chimica del DNA
Componenti chimici degli acidi nucleici
2-deossiribosio
( 2-deoxyribose )
ribosio
purina
pirimidina
adenina
citosina
guanina
uracile
timina
Componenti chimici degli acidi nucleici
Basi, nucleosidi e nucleotidi
(Pirimidina)
3'- monofosfato
(Purina)
5'- monofosfato
I nucleotidi possono portare il gruppo fosfato
in posizione 5' o 3'
5'
4'
g
b
a
1'
3'
2'
Basi, nucleosidi e nucleotidi
Base
Nucleoside
Nucleotide
RNA
DNA
Adenina
Adenosina
Adenosina-5’-fosfato
(Acido adenilico)
AMP
dAMP
Guanina
Guanosina
Guanosina-5’-fosfato
(Acido Guanilico)
GMP
dGMP
Citosina
Citidina
Citidina-5’-fosfato
(Acido citidilico)
CMP
dCMP
Timina
Timidina
Timidina-5’-fosfato
(Acido timidilico)
Uracile
Uridina
Uridina-5’-fosfato
(Acido uridilico)
dTMP
UMP
B. LEWIN, IL GENE - Edizione compatta, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2007
Erwin Chargaff
Per primo misurò accuratamente la percentuale dei
quattro nucleotidi nel DNA
Composizione in basi del DNA di varie specie
Organismo
Escherichia coli
Mycobact. tuberc.
Lievito
Bue
Maiale
Uomo
A
G
C
T
A/T
G/C
G+C
Py/Pu
26.0
15.1
31.7
29.0
29.8
30.4
24.9
34.9
18.3
21.2
20.7
19.9
25.2
35.4
17.4
21.2
20.7
19.9
23.9
14.6
32.6
28.7
29.1
30.1
1.08
1.03
0.97
1.01
1.02
1.01
0.99
0.99
1.05
1.00
1.00
1.00
50.1
70.3
35.7
42.4
41.4
39.8
1.04
1.00
1.00
1.01
1.01
1.01
La struttura fisica del DNA
Maurice Wilkins
(1916 - 2004)
Francis Crick
(1916 - 2004)
Linus Pauling
(1901 - 1994)
Rosalind Franklin
(1920 - 1958)
James Watson
(1928 )
Diffrazione dei raggi X di fibre di DNA
configurazione B
Franklin R.E. & Gosling R., 1953
configurazione A
Wilkins M.H.F., 1956