Corso di Laurea Specialistica in Medicina e Chirurgia Biologia e

Corso di Laurea Specialistica in Medicina e Chirurgia
Canale D
Biologia e Genetica
Prof. Cinzia Di Pietro
RECAPITI
Cinzia Di Pietro
[email protected]
095 – 3782075
Via S. Sofia 87
Pal. C - piano 2 - stanza 008
http://www.bgbunict.it/
Researchers
C Di Pietro
Slides
http://www.bgbunict.it/
Researchers
C Di Pietro
Articoli
Studenti
Il Nobel per la Medicina 2012 a
Gurdon e Yamanaka
Il britannico Gurdon, 78 anni, e' stato un pioniere della ricerca sulle
cellule staminali. Nel 1962 ha infatti scoperto che una cellule adulta
può ''perdere la sua identità'' ed essere riprogrammata per
specializzarsi in un tpo di cellula completamente diverso.
Nato nel 1933 in Gran Bretagna, a Dippenhall, si è laureato a Oxford
e, dopo un lungo periodo negli Stati Uniti, presso il California
Institute
of
Technology,
ha
insegnato
Biologia
Cellulare
nell'universita' di Cambridge. Attualmente dirige a Cambridge
l'istituto che porta il suo nome.
A 40 anni di distanza dalle ricerche di Gurdon, nel 2006 il
giapponese Yamanaka, 50 anni, ha messo a punto una tecnica che
permette di riprogrammare le cellule adulte e gia' differenziate.
Nato ad Osaka nel 1962, Yamanaka si e' laureato nell'universita'
di Kobe e quindi ha trascorso un lungo periodo negli Stati Uniti,
nell'Istituto Gladstone di San Francisco. Attualmente insegna
nell'universita' di Kyoto.
Premio Nobel 2009 per la medicina agli scopritori
Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider e Jack W.
dei telomeri
Szostak nel 1985 hanno individuato la funzione dei
telomeri, le strutture che proteggono le estremità dei
cromosomi, e soprattutto della telomerasi, l'enzima che
permette la continua ricostruzione dei telomeri (durante la
riproduzione cellulare perdono materiale) e così mantiene
integri i cromosomi. Il mancato funzionamento della
telomerasi porta all'invecchiamento e alla morte cellulare.
Nelle cellule somatiche l'attività telomerasica tende a
diminuire costantemente e quindi a scomparire con
l'invecchiamento. Governare questo processo con
l'ingegneria genetica permetterebbe da un lato di
rallentare o fermare l'invecchiamento umano, dall'altro di
indurlo artificialmente in particolari cellule dannose, per
esempio quelle tumorali.
The Nobel Prize in
Physiology or Medicine 2006
RNA INTERFERENCE
Andrew Z. Fire
Craig C. Mello
Stanford University
University of Massachusetts
School of Medicine
Medical School
This year's Nobel Prize in Physiology or Medicine is
shared by Professor Andrew Z. Fire at Stanford University,
California, USA, and Professor Craig C. Mello at the
University of Massachusetts Medical School in Worcester,
USA. They receive the prize for their discovery that
double-stranded RNA triggers suppression of gene activity
in a homology-dependent manner, a process named RNA
interference (RNAi). Their discovery revealed a new
mechanism for gene regulation, and the biochemical
machinery involved plays a key role in many essential
cellular processes. Double-stranded RNA synthesized
within the cell can reduce or abolish gene activity by RNAilike mechanisms. This control system for gene expression
has proven to be important for both the development of an
organism and the physiological functions of cells and
tissues. Furthermore, RNAi protects against RNA virus
infections, especially in plants and invertebrate animals,
and secures genome stability by keeping mobile elements
silent. Today, double-stranded RNA is used as a powerful
tool to experimentally elucidate the function of essentially
any gene in a cell. The discovery of RNAi has already
had an immense impact on biomedical research and
will most likely lead to novel medical applications in
the future.
La cellula è l’unità fondamentale di tutti gli
organismi viventi
Tutti gli organismi viventi sono formati da
cellule
Non esiste alcuna forma di vita se non a
livello cellulare
Dogma centrale della Biologia
DNA
RNA
PROTEINE
Human Genome Project
1990 – 2001 – ………….
15 February 2001
Studio delle malattie genetiche
•
GCGGCGGCGGGCGGGTACTGGCTTCTGGGGCCAGGGGCCAGGGGCGGTGGGCGCCGGGACCGCGGAGCTGAGGA
GCGGGGCCCGGCCAGGGCTGGAGACTTTGCGCCCGGGGGCACCGGGGCTGCGCGCGGTCGCACACATCCACCGGC
GCGGCTTCCCTCGGCGGCCCGGGCTCCGCTCATCCTGCGGCGGGCGGCGCCGCTCAGGGGCGGGAAGAGGAGGCG
ATGTCGGGCCAAACGCTCACGGATCGGATCGCCGCCGCTCAGTACAGCGTTACAGGCT
GTAGACGCGACCACAGAAGATG
ATG
CTGCTGTAGCAAGAGCGGTCTGCAAAGCCACTACTCATGAAGTAATGGGCCCCAAGAAAAAGCACCTGGACTATTTGAT
CCAGGCTACCAACGAGACCAATGTTAATATTCCTCAGATGGCCGACACTCTCTTTGAGCGGGCAACAAACAGTAGCTGG
GTGGTTGTGTTTAAGGCTTTAGTGACAACACATCATCTCATGGTGCATGGAAATGAGAGATTTATTCAATATTTGGCTTC
TAGAAATACACTATTCAATCTCAGCAATTTTTTGGACAAAAGTGGATCCCATGGTTATGATATGTCTACCTTCATAAGGCG
CTATAGTAGATATTTGAATGAAAAGGCTTTTTCTTACAGACAGATGGCCTTTGATTTTGCCAGGGTGAAGAAAGGGGCC
GATGGTGTAATGAGGACAATGGCTCCCGAAAAGCTGCTAAAGAGTATGCCAATACTACAGGGACAAATTGATGCACTGC
TTGAATTTGATGTGCATCCAAATGAACTAACAAATGGTGTCATAAATGCAGCATTTATGCTTCTTTTCAAAGATCTTATCA
AACTTTTTGCTTGCTACAATGATGGTGTTATTAACTTACTCGAAAAGTTTTTTGAAATGAAGAAAGGACAATGTAAAGATG
CTCTAGAAATTTACAAACGATTTCTAACTAGAATGACACGAGTGTCTGAATTTCTCAAGGTTGCAGAGCAAGTTGGTATT
GATAAAGGTGACATTCCTGACCTCACACAGGCTCCCAGCAGTCTTATGGAGACGCTTGAACAGCATCTAAATACATTAG
AAGGAAAGAAACCTGGAAACAATGAAGGATCTGGTGCTCCCTCTCCATTAAGTAAGTCTTCTCCAGCCACAACTGTTAC
GTCTCCTAATTCTACACCAGCTAAAACTATTGACACATCCCCACCGGTTGATTTATTTGCAACTGCATCTGCGGCTGTCC
CAGTCAGCACTTCTAAACCATCTAGTGATCTCCTGGACCTCCAGCCAGACTTTTCCTCTGGAGGGGCAGCAGCAGCCG
CAGCACCAGCACCACCACCACCTGCTGGAGGAGCCACTGCATGGGGAGACCTTTTGGGAGAGGATTCTTTGGCTGCA
CTTTCCTCTGTTCCCTCTGAAGCACAGATTTCAGATCCATTTGCACCAGAACCTACCCCTCCTACTACAACTGCTGAAAT
TGCAACCACTACTGCTGCCACCGCCGCTGCCACCACCACTACCATTCATCTCTTGCCAGCTTAGTAGGCAATCTTGGAA
TTTCTGGTACCACAACAAAAAAGGGAGATCTTCAGTGGAATGCTGGAGAGAAAAAGTTGACTGGTGGAGCCAACTGGC
AGCCTAAAGTAGCTCCAGCAACCTGGTCAGCAGGCGTTCCACCAAGTGCACCTTTGCAAGGAGCTGTACCTCCAACCA
GTTCAGTTCCTCCTGTTGCCGGGGCCCCATCGGTTGGACAACCTGGAGCAGGATTTGGAATGCCTCCTGCTGGGACAG
GCATGCCCATGATGCCTCAGCAGCCGGTCATGTTTGCACAGCCCATGATGAGGCCCCCCTTTGGAGCTGCCGCTGTAC
CTGGCACGCAGCTTTCTCCAAGCCCTACACCTGCCAGTCAGAGTCCCAAGAAACCTCCAGCAAAGGACCCATTAGCGG
ATCTTAACATCAAGGATTTCTTGTAAACAATTTAAGCTGCAATATTTGTGACTGAATAGGAAAATAAATGAGTTTGGAGAC
TTCAAATAA
TAAGATTGATGCTGAGTTTCAAAGGGAGCCACCAGTACCAAACCCAATACTTACTCATAACTTCTCTTCCAAAAT
TAA
GTGTAACACAGCCGTGAAAGTGAACATTAGGAATATGTACTACCTTAGCTGTTATCCCTACTCTTGAAATTGTAGTGTAT
TTGGATTATTTGTGTATTGTACGATGTAAACAATGAATGGATGTTACTGATGCCGTTAGTGCTTTTTTGGACTTCACCTGA
GGACAGATGATGCAGCTGTTGTGTGGCGAGCTATTTGGAAAGACGTCTGTGTTTTTGAAGGTTTCAATGTACATATAAC
TTTTGAACAAACCCCAAACTCTTCCCATAAATTATCTTTTCTTCTGTATCTCTGTTACAAGCGTAGTGTGATAATACCAGA
9
6
6
TAATAAGGAAAACACTCATAAATATACAAAACTTTTTCAGTGTGGAGTACATTTTTCCAATCACAGGAACTTCAACTGTTG
TGAGAAATGTTTATTTTTGTGGCACTGTATATGTTAAGAAATTTTATTTTAAAAAATATAAAGGTTAACGTCCATAATAAAT
ACTTCTCTTTGAAGCTACCTTATCAAGAACGAAAAATCGTATGGGAAGAATCCCCTATTTATCACTGCTATATTAAAATAT
ATATATTTTAATTATATTTGACAGGTTTTGCATCTAAATTGACCTATTTATTCATTCTTGATTAAATGCACTGAAAAGTAAAA
TTTAAAAGTGGTTGTATCTGAATTTACTGTGGGGATAACATACACTGTAATGGGGAAAAATTACCTAAAACCAATTTCAAA
ATGGCTTTCTTTGTATTTCAGTTTAAAAACCCAGTGCATGTACGCCCTCTGAGATGCAATAAACACCTTGAACAAAG
Human Genome Project
3*10 bp
150*10 bp
1-5*10 bp
Human Genome Project
1990 – 2001 – ………..
Studio delle malattie genetiche
Diagnosi
Cura
Prevenzione
Tutte le malattie hanno una componente genetica
Ad eredità mendeliana
Talassemia, falcemia, fibrosi cistica
Malattie genetiche
Fenotipi complessi
Neoplasie, malattie degenerative
Oltre alle classiche malattie genetiche,
la risposta a stress ambientali, a virus, a tossine
dipendono dal genoma individuale.
Variazioni della sequenza del genoma quindi
causano o contribuiscono
all’insorgenza di malattie.
“La scoperta della doppia elica mezzo
secolo fa ha coinvolto la pratica
medica con lentezza, ma sono probabili
trasformazioni significative nei
prossimi 50 anni.
Bisogna cambiare la pratica medica e la
formazione dei medici per poter
realizzare i potenziali benefici”
Bell, Nature 421: 414, 2003
Tratta da “lezioni di genetica” Prof. PF Pignatti
The ENCODE Project:
ENCyclopedia Of DNA Elements
Researchers Expand Efforts to Explore Functional Landscape of
the Human Genome
Full-Scale ENCODE Project Will Survey Entire Human Instruction
Book
Bethesda, Md., Tues., Oct. 9, 2007 – The National Human Genome
Research Institute (NHGRI), part of the National Institutes of Health
(NIH), today announced grants totaling more than $80 million over the
next four years to expand the ENCyclopedia Of DNA Elements (ENCODE)
project, which in its pilot phase yielded provocative new insights into the
organization and function of the human genome.
MEDICINA MOLECOLARE
Organismi e cellule: la teoria cellulare
Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule
eucariotiche e procariotiche
I virus
Principi e meccanismi dell’evoluzione
Dal genotipo al fenotipo
Fenotipo ed ambiente
Meccanismi molecolari del differenziamento
Il genoma nucleare e quello degli organuli
Cromatina e Cromosomi
Organizzazione strutturale del genoma eucariotico e di
quello procariotico
Struttura dei geni eucariotici e di quelli procariotici
Accrescimento e proliferazione. Il ciclo cellulare ed i relativi
meccanismi di controllo
La duplicazione del DNA
La Polymerase Chain Reaction (PCR)
Trascrizione: sintesi e rielaborazione degli RNA
Il codice genetico
La sintesi proteica
Mutazioni genetiche e modificazioni epigenetiche del DNA
Mitosi e Meiosi
La genetica mendeliana
Modalità di trasmissione dei caratteri genetici
nell’uomo
I limiti del modello mendeliano
I Progetti Genoma
Le malattie genetiche di Homo sapiens
Membrane cellulari: struttura e funzione
Organuli cellulari: struttura, funzione ed evoluzione
Meccanismi di interazione tra cellule
La trasduzione del segnale
Il fenotipo neoplastico
Differenziamento ed apoptosi
La clonazione. Le cellule staminali
Metodologie analitiche cellulari e molecolari in
BioMedicina
La Bioinformatica
Biologia Molecolare della Cellula, Lodish e coll,
Ed Zanichelli
Biologia molecolare della cellula, Alberts e coll,
Ed Zanichelli
Biologia e Genetica, De Leo e coll, EDISES
Genetica in Medicina, Thompson e Thompson,
Ed Idelson Gnocchi
Genetica umana molecolare, Strachan e Read,
Ed Utet.