BIOLOGIA MOLECOLARE, 9 CFU (accorpato a Biologia dello

BIOLOGIA MOLECOLARE, 9 CFU (accorpato a Biologia dello Sviluppo)
7 CFU lezioni, 2 CFU Laboratorio
Frequenza non obbligatoria per le lezioni, obbligatoria per il laboratorio.
Obiettivi formativi del corso
Scopo del corso è quello di fornire agli studenti le conoscenze di base sulla struttura e le funzioni delle
macromolecole biologiche: proteine, lipidi, carboidrati ed acidi nucleici. In particolare, verranno esaminati i
meccanismi molecola ri che permettono la decodificazione dell’informazione genetica da DNA a RNA e a
proteine e la regolazione dell’espressione genica, sia in procarioti che in eucarioti. Lo scopo del Laboratorio
e' quello di far acquisire agli studenti la conoscenza pratica e teorica delle principali operazioni di
manipolazione del DNA, tramite l’apprendimento di metodologie quali “trasformazione di DNA plasmidico
in cellule batteriche”, “infezione fagica”, “estrazione di DNA”, “digestione con enzimi di restrizione”,
“analisi elettroforetica”.
Syllabus
Struttura e proprietà chimico-fisiche degli acidi nucleici e delle proteine. Organizzazione e struttura di geni e
famiglie geniche. Meccanismi di replicazione, trascrizione, sintesi proteica. Regolazione dell’espressione
genica in eucarioti e procarioti. Fattori coinvolti in questi processi. Tecnologia del DNA ricombinante.
Programma dettagliato del corso
Caratteristiche generali delle macromolecole biologiche.
- Lipidi, carboidrati, proteine e acidi nucleici.
- Livelli di organizzazione strutturale delle proteine. Domini proteici.
- Struttura del DNA. Caratteristiche chimico-fisiche del DNA
- Complementarietà delle basi. Denaturazione e rinaturazione.
Decodificazione dell’informazione genetica: da DNA a RNA a proteine.
- Concetto di gene. Esoni e introni. ORF (open reading frame).
- Caratteristiche degli mRNA. Modificazioni e maturazione (capping, poli-adenilazione, splicing.).
Differenze nei meccanismi di splicing dei pre-mRNA, dei tRNA, di tipo I e II.
- Esempi di splicing alternativi.
- Caratteristiche strutturali dei tRNA. Amminoacil tRNA sintetasi.
- RNA ribosomiali e ribosomi. Differenze tra procarioti ed eucarioti.
Tecnologia del DNA ricombinante
- Endonucleasi di restrizione, Metodi di sequenziamento: chimico e enzimatico.
- Amplificazione del DNA mediante PCR.
- Vettori di clonaggio: plasmodi, fagi, fagemidi, cosmidi, YAC.
Genoteche di DNA genomico e di cDNA. Metodi di analisi di geni clonati.
Sintesi proteica:
- Fase inizio: tRNA iniziatore e fattori accessori
- Fase di allungamento: fattori EFTU, EFTS, EFG.
- Fase di terminazione della traduzione e fattori coinvolti.
- tRNA soppressori. Fenomeno dell’oscillazione (wobble )
- Differenze tra procarioti ed eucarioti, in particolare nella fase di inizio.
Trascrizione e sua regolazione nei procarioti:
- RNA polimerasi e fattori associati.
- Concetto di promotore e sequenze consenso.
- Terminatori intrinseci e rho dipendenti.
- Operoni batterici.
-
Trascrizione e sua regolazione negli eucarioti.
- RNA polimerasi I, II, III e fattori associati
- Promotori ed enhancers
- Struttura e funzione dei fattori trascrizionali
- “Motivi” strutturali conservati
Replicazione
- Repliconi e origini di replicazione.
- DNA polimerasi e meccanismi di replicazione
- Terminazione
Prove di verifica dell’apprendimento
Sono previste verifiche scritte durante lo svolgimento del corso e alla fine della parte pratica, svolta in
laboratorio, seguite da un esame orale finale.
Argomenti da conoscere per poter frequentare efficacemente il corso
Chimica inorganica e organica, Genetica.
Bibliografia
Testi di riferimento:
- Lewin B.: “Il Gene VI” (ed. Zanichelli).
- Lodish H., Berk A., Zipursky S.L., Matsudaira P., Balmimore D., Darnell J. “Biologia Molecolare della
cellula”. (ed. Zanichelli).
- Alberts B., Bray D., Lewis J., Raff M et al. “Biologia Molecolare della cellula” (ed. Zanichelli)
Dati del docente
Nome: Luciana Dente
Dipartimento: Fisiologia e Biochimica,
Telefono: 050-878356
E-mail: [email protected]
Orario di ricevimento: mercoledì
Luogo di ricevimento: Laboratori di Biologia Cellulare. Via Carducci, 13- (Ghezzano) Pisa