concetti di base - DiSTABiF

CONCETTI DI BASE
LA BIOLOGIA MOLECOLARE E’ UNA BRANCA
DELLA BIOLOGIA CHE STUDIA LE BASI
MOLECOLARI DELLE FUNZIONI BIOLOGICHE,
PONENDO UNA PARTICOLARE ATTENZIONE A
QUEI PROCESSI CHE COINVOLGONO GLI
ACIDI NUCLEICI.
ARGOMENTI CENTRALI DELLA BIOLOGIA
MOLECOLARE SONO AD ESEMPIO:
1. LO STUDIO DELLA STRUTTURA
TRIDIMENSIONALE DELLE
MACROMOLECOLE BIOLOGICHE (DNA,
RNA E PROTEINE)
2. L’ANALISI DELLE RELAZIONI ESISTENTI
TRA LA STRUTTURA TRIDIMENSIONALE DI
PROTEINE ED ACIDI NUCLEICI E LE
FUNZIONI BIOLOGICHE DA ESSI SVOLTE
3. LE INTERAZIONI MOLECOLARI
4. LO STUDIO DEI GENOMI E DEI LORO
MECCANISMI DI REPLICAZIONE
5. I PROCESSI DI TRASCRIZIONE E
TRADUZIONE DELL’INFORMAZIONE
GENICA
VA INOLTRE EVIDENZIATO CHE IN SENO ALLA
BIOLOGIA MOLECOLARE SI SONO
SVILUPPATE NUMEROSE IMPORTANTI
METODICHE, COMPLESSIVAMENTE NOTE
COME METODICHE DEL DNA RICOMBINANTE
O TECNOLOGIE RICOMBINANTI, CHE
CONSENTONO LA RIVELAZIONE, L’ANALISI E
LA MANIPOLAZIONE DEGLI ACIDI NUCLEICI.
QUESTE METODICHE HANNO MOLTEPLICI
POTENZIALITA’ APPLICATIVE E PER QUESTO
SONO STATE ESPORTATE IN MOLTI ALTRI
CAMPI DELLA BIOLOGIA E DELLA
MEDICINA, CONTRIBUENDO TRA L’ALTRO
ALLA NASCITA DELLE BIOTECNOLOGIE.
PRINCIPALI APPLICAZIONI DELLE
METODICHE DEL DNA RICOMBINANTE:
•FARMACI E VACCINI RICOMBINANTI
•DIAGNOSTICA CLINICA (MALATTIE
INFETTIVE, MALATTIE EREDITARIE)
•ANALISI MEDICO-FORENSI
•TERAPIA GENICA
•TIPIZZAZIONE DI SPECIE ANIMALI E
VEGETALI
•ENZIMI STABILIZZATI PER APPLICAZIONI
INDUSTRIALI
•GENOMICA FUNZIONALE
•MIGLIORAMENTO GENETICO DI SPECIE
ANIMALI E VEGETALI
LA NASCITA DELLA BIOLOGIA MOLECOLARE
SI PUO’ FARE RISALIRE AL 1953, QUANDO
JAMES WATSON E FRANCIS CRICK
DEFINIRONO LA STRUTTURA
TRIDIMENSIONALE DEL DNA.
PROGRAMMA DEL CORSO
GLI ACIDI NUCLEICI SONO MOLECOLE
POLIMERICHE LINEARI FORMATE DA
NUCLEOTIDI. ESSI COMPRENDONO:
•ACIDO RIBONUCLEICO O RNA
•ACIDO DEOSSIRIBONUCLEICO O DNA
FIGURA 3.2A GENOMI II
FIGURA 2.1 GENOMI II
FIGURA 1.1 GENOMI II: LOCALIZZAZIONE DEL
DNA NELLA CELLULA EUCARIOTICA
I MITOCONDRI SONO ORGANULI
SEMIAUTONOMI, DOTATI DI UN PROPRIO
GENOMA, PROPRI RIBOSOMI E PROPRI RNA
DI TRASPOSTO PER OPERARE LA SINTESI
PROTEICA.
FIGURA 1.22 GENOMI II
NON TUTTE LE PROTEINE MITOCONDRIALI
SONO SINTETIZZATE NEI MITOCONDRI.
ALCUNE DI ESSE SONO CODIFICATE DAL
GENOMA NUCLEARE E SONO SINTETIZZATE
NEL CITOPLASMA PER POI ESSERE
INDIRIZZATE AI MITOCONDRI
FIGURA 2.3 GENOMI II: LOCALIZZAZIONE DEL
DNA NELLA CELLULA PROCARIOTICA
TABELLA 8.1 GENOMI III
TABELLA 8.3 FONDAMENTI DI BIOL. MOL.
FIGURA 44.2 DULBECCO-VIROLOGIA. NEI
VIRUS IL GENOMA PUO’ ESSERE A DNA O AD
RNA
FIGURA 1.4 GENOMI II
POSSIBILI DEFINIZIONI DI GENE:
•UN SEGMENTO DI DNA CHE CODIFICA UNA
PROTEINA (SI PUO’ APPLICARE SOLO AI GENI
CODIFICANTI)
•UN SEGMENTO DI DNA TRASCRITTO IN UNA
MOLECOLA DI RNA FUNZIONALE (TALE
DEFINIZIONE COMPRENDE ANCHE I GENI
RIBOSOMALI, I GENI DEGLI RNA DI
TRASPORTO, I GENI DEI MICRORNA)
PER INFORMAZIONE GENICA SI INTENDE
L’ESATTA SEQUENZA DELLE BASI
DELL’ACIDO NUCLEICO.
DOGMA CENTRALE DELLA BIOLOGIA:
DNA
REPLICAZIONE
TRASCRIZIONE
RNA
TRADUZIONE
PROTEINE
PER GENOMA SI INTENDE L’INTERO
CONTENUTO DI DNA DI UNA CELLULA O DI
UN INDIVIDUO.
IL TRASCRITTOMA RAPPRESENTA L’INTERO
CONTENUTO DI mRNA DI UNA CELLULA CIOE’
L’INSIEME DEI TRASCRITTI CODIFICANTI.
PER PROTEOMA SI INTENDE IL CONTENUTO
PROTEICO COMPLESSIVO DI UNA CELLULA.
FIGURA 3.1 GENOMI II
IN UN ORGANISMO PLURICELLULARE I
DIFFERENTI TIPI CELLULARI POSSEGGONO
LO STESSO GENOMA MA DIFFERENTI
TRASCRITTOMI E PROTEOMI, CIASCUNO DEI
QUALI DEFINISCE UN PARTICOLARE
ASSETTO STRUTTURALE E METABOLICO.
UNITA’ DI MISURA DELLA LUNGHEZZA PIU’
UTILIZZATE IN BIOLOGIA MOLECOLARE
(QUELLE IN ROSSO)
m
mm = 10-3
-6
μm = 10
m
m
-9
nm = 10
m
Å
= 10-10 m
UNITA’ DI MISURA DEL PESO PIU’ UTILIZZATE
IN BIOLOGIA MOLECOLARE
g
-3
mg = 10
-6
μg = 10
ng = 10-9
g
g
g
UNITA’ DI MISURA DEL VOLUME PIU’
UTILIZZATE IN BIOLOGIA MOLECOLARE
l (litro)
ml
μl
-3
= 10
-6
= 10
l
l
3
= 1 cm
3
= 1 mm
DATO CHE IL DNA E’ FORMATO DA DUE
FILAMENTI POLINUCLEOTIDICI, LA
LUNGHEZZA DELLE MOLECOLE E’ ESPRESSA
IN TERMINI DI COPPIE DI BASI O “bp” (BASE
PAIRS).
DNA MOLTO LUNGHI SONO MEGLIO
DESCRITTI INTERMINI DI
kb (CHILOBASE) = 1.000 bp
Mb (MEGABASE) = 1.000.000 bp
Gb (GIGABASE) = 1.000.000.000 bp
TABELLA 2.1 GENOMI II
NELL’UOMO I GENI SONO GENERALMENTE
MOLTO DISTANTI GLI UNI DAGLI ALTRI E LA
PORZIONE DEL GENOMA CHE CODIFICA
PROTEINE E’ PARI A CIRCA IL 5 %.
ASPETTI ORGANIZZATIVI
LE DIAPOSITIVE DELLE LEZIONI SI POSSONO
SCARICARE DAL SITO WEB DEL
DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE
AMBIENTALI, BIOLOGICHE E
FARMACEUTICHE
http://www.distabif.unina2.it
ENTRATI NELL’AREA DOWNLOAD,
SELEZIONARE LA CARTELLA “RUSSO”
DA CUI POSSONO ESSERE SCARICATI
GLI APPUNTI
MODALITA’ DI SVOLGIMENTO DEGLI ESAMI
ORARIO DELLE LEZIONI
ORARIO DI RICEVIMENTO DEGLI STUDENTI