Programma CdL CTF - Biologia Molecolare A-L 2013

Biologia Molecolare Corso di Laurea Magistrale in CTF aa 2013-‐2014 corso A-‐L Docente: Massimo Gulisano [email protected] www.gulisanolab.it • 
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Componen' chimici della cellula: Importanza dei legami deboli e forH nei sistemi biologici La stru4ura del DNA e dell’RNA: denaturazione e rinaturazione -‐ struIura secondaria -‐ topologia – le topoisomerasi Organizzazione del genoma procario'co Organizzazione dei genomi eucario'ci: sequenze uniche e ripetute -‐ esoni ed introni -‐ livelli struIurali della cromaHna (dal nucleosoma al cromosoma) e sua regolazione – assemblaggio dei nucleosomi -‐ Duplicazione e segregazione dei cromosomi (mitosi e meiosi) Replicazione del DNA: le DNA polimerasi -‐ meccanismi della sintesi disconHnua del DNA – selezione delle origini -‐ terminazione della replicazione -‐ diﬀerenze fra procarioH ed eucarioH Mutabilità e riparazione: i danni al DNA ed i meccanismi di riparazione La trascrizione: le RNA polimerasi – la trascrizione nei procarioH – la trascrizione negli eucarioH -‐ modalità di controllo della trascrizione -‐ trasporto dell’RNA Lo splicing dell’RNA: la reazione di splicing – lo spliceosoma – lo splicing alternaHvo La traduzione: gli RNA messaggeri – gli RNA transfer (struIura e basi modiﬁcate) – le amminoacil-‐tRNA sintetasi – il ribosoma – inizio della traduzione – allungamento – terminazione – i faIori dim trascrizione -‐ diﬀerenze fra eucarioH e procarioH Il codice gene'co: la degenerazione – l’universalità – mutazioni punHformi – mutazioni soppressore La regolazione dell’espressione genica nei procarioH e negli eucarioH Principali tecniche di biologia molecolare TesH Tes' consiglia': ü Allison Lizabeth A., Fondamen' di biologia molecolare, Zanichelli, 2008 ü Amaldi et al., Biologia Molecolare, CEA 2010 TesH di approfondimento •  “Biologia molecolare del gene”, Watson J.D. et al., ed. Zanichelli •  “Biologia molecolare, principi e tecniche” MM. Cox, ed. Zanichelli Allison Lizabeth A., Fondamen' di biologia molecolare, Zanichelli, 2008 • 
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Gli inizi della biologia molecolare: (Cap 1) la comprensione della natura del materiale geneHco, il principio trasformante, l’esperimento Hershey-‐
Chase, la doppia elica del DNA La stru4ura del DNA (Cap 2) I componenH degli acidi nucleici, l’orientamento dei sue ﬁlamenH, la struIura secondaria del DNA (fra le basi si formano legami ad idrogeno, l’impilamento delle basi, la struIura della doppia elica, il DNA può subire una separazione reversibile dei ﬁlamenH) L’organizzazione del genoma: dai nucleo'di alla croma'na (Cap 3) Il genoma eucarioHco, Il genoma baIerico, I plasmidi, I baIeriofagi e i virus a DNA dei mammiferi, I genomi degli organelli: i cloroplasH e i mitocondri, I genomi a RNA • 
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Dai geni alle proteine (Cap 5 (5.1, 5.2, 5.3, 5.5)) Il genoma, il dogma centrale, la struIura del gene, il codice geneHco (la traduzione del codice geneHco, implicazioni delle preferenze per i codoni) La replicazione del DNA (Cap 6 (6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5)) Il meccanismo di replicazione del DNA (la replicazione semiconservaHva), la sintesi del DNA avviene da 5’ a 3’, le DNA polimerasi, la replicazione semidisconHnua del DNA La riparazione e la ricombinazione del DNA (Cap 7) Tipi di mutazioni e loro conseguenze fenoHpiche, classi generali di danno al DNA, meccanismi di riparazione del danno, riparazione delle roIure, ricombinazione omologa • 
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La trascrizione (Allison: Cap 10 – 11) Trascrizione nei procarioH (promotori baIerici, polimerasi baIeriche, fasi della trascrizione), operoni baIerici, controllo della espressione genica nei procarioH, trascrizione negli eucarioH (gli elemenH regolatori, il macchinario generale della trascrizione, i faIori di trascrizione). Cenni sulla maturazione dell’RNA e sulla regolazione post-‐trascrizionale (Allison: Cap 13 (13.1, 13.2, 13.5 pag 438-‐443, 13.6, 13.10)) Lo splicing, capping e poliadenilazione, i microRNA Il meccanismo della traduzione (Allison: Cap 14) StruIura dei ribosomi, i tRNA e le aminoacil-‐tRNA sintetasi, l’inizio della traduzione, l’allungamento, la terminazione. Principali Tecniche di Biologia Molecolare • 
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La tecnologia del DNA ricombinante (Allison: Cap 8) Taglio e riunione di frammenH di DNA, clonaggio molecolare, le librerie di DNA (librerie genomiche, librerie di cDNA), le sonde, lo screening di librerie, mappatura di restrizione e RFLP, sequenziamento del DNA Cenni sull’analisi della espressione genica: (Allison: Cap 9 (9.1, 9.2, 9.3, (9.4), 9.5, 9.6, 9.7, (9.8), 9.11)) geni reporter, esperimenH di blocng, saggio di protezione dalla RNasi, analisi delle interazioni DNA-‐proteina Amaldi et al., Biologia Molecolare, CEA 2010 • 
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Dalla scoperta del DNA al codice gene'co e stru4ura degli acidi nucleici: Introduzione alla Biologia Molecolare (Cap 1) – StruIura degli acidi nucleici (Cap 2) -‐ Codice geneHco (Cap 3). Organizzazione ed evoluzione di geni, cromosomi e genomi: Cenni sull’impaccheIamento del DNA genomico: cromosomi e cromaHna (Cap 4) -‐ I genomi procarioHci ed eucarioHci (Cap 5) Replicazione e mantenimento del genoma: Replicazione del DNA (Cap 6 – 6.1, 6.4)-‐ Riparazione del DNA (Cap 7 – 7.1, 7.3) – Ricombinazione (Cap 8). Trascrizione e sue regolazioni: Trascrizione nei procarioH(Cap 9) -‐ Regolazione della trascrizione nei procarioH (Cap 10) -‐ Trascrizione e regolazione negli eucarioH (Cap 11 – 11.5). • 
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Processamento e maturazione dell’RNA: Maturazione mediante tagli endonucleoliHci ed esonucleoliHci(Cap 12 – 12.4) -‐ Modiﬁcazioni chimiche dell’RNA (Cap 13) -‐ Modiﬁcazioni delle sequenze nucleoHdiche (Cap 14 – 14.1, 14.2, 14.3). Traduzione e sue regolazioni: Apparato di traduzione e suoi componenH (Cap 15) -‐ Meccanismo della sintesi proteica (Cap 16) – Cenni sui meccanismi di regolazione della traduzione; traduzione e stabilità degli mRNA; MicroRNA (Cap 17 – 17.4) Altri livelli di regolazione: Introduzione alla regolazione epigeneHca: meHlazione del DNA (Cap 19 – 19.1) Approcci e tecniche in biologia molecolare: Tecniche della biologia molecolare e dell’ingegneria geneHca (Cap 21) Calendario Maggio •  M 6 9-‐11 •  G 8 8-‐11 •  M 13 8-‐11 (12) •  G 15 8-‐11 •  M 20 8-‐11 (12) •  G 22 8-‐11 •  M 27 8-‐11 (12) •  G 29 8-‐11 Giugno •  M 3 8-‐11 (12) •  G 5 8-‐11 •  M 10 8-‐11 (12) •  G 12 8-‐11