Programma BiolMol 2014-15

Biologia Molecolare Corso di Laurea Magistrale in CTF aa 2014-‐2015 corso A-‐L Docente: Massimo Gulisano Cell 3483391646 Email [email protected] www.gulisanolab.it • 
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Componen' chimici della cellula: Importanza dei legami deboli e forM nei sistemi biologici La stru4ura del DNA e dell’RNA: denaturazione e rinaturazione -‐ struNura secondaria -‐ topologia – le topoisomerasi Organizzazione del genoma procario'co Organizzazione dei genomi eucario'ci: sequenze uniche e ripetute -‐ esoni ed introni -‐ livelli struNurali della cromaMna (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 disconMnua del DNA – selezione delle origini -‐ terminazione della replicazione -‐ diﬀerenze fra procarioM ed eucarioM Mutabilità e riparazione: i danni al DNA ed i meccanismi di riparazione La trascrizione: le RNA polimerasi – la trascrizione nei procarioM – la trascrizione negli eucarioM -‐ modalità di controllo della trascrizione -‐ trasporto dell’RNA Lo splicing dell’RNA: la reazione di splicing – lo spliceosoma – lo splicing alternaMvo La traduzione: gli RNA messaggeri – gli RNA transfer (struNura e basi modiﬁcate) – le amminoacil-‐tRNA sintetasi – il ribosoma – inizio della traduzione – allungamento – terminazione – i faNori dim trascrizione -‐ diﬀerenze fra eucarioM e procarioM Il codice gene'co: la degenerazione – l’universalità – mutazioni punMformi – mutazioni soppressore La regolazione dell’espressione genica nei procarioM e negli eucarioM Principali tecniche di biologia molecolare TesM Tes' consiglia': ü Allison Lizabeth A., Fondamen' di biologia molecolare, Zanichelli, 2008 ü Amaldi et al., Biologia Molecolare, CEA 2010 TesM di approfondimento •  “Biologia molecolare del gene”, Watson J.D. et al., 7a Ed it, ed. Zanichelli •  “Biologia molecolare, principi e tecniche” MM. Cox, ed. Zanichelli Allison Lizabeth A., Fondamen' di biologia molecolare Zanichelli, 2008 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 geneMco, il principio trasformante, l’esperimento Hershey-‐
Chase, la doppia elica del DNA La stru4ura del DNA (Cap 2) I componenM degli acidi nucleici, l’orientamento dei sue ﬁlamenM, la struNura secondaria del DNA (fra le basi si formano legami ad idrogeno, l’impilamento delle basi, la struNura della doppia elica, il DNA può subire una separazione reversibile dei ﬁlamenM) L’organizzazione del genoma: dai nucleo'di alla croma'na (Cap 3) Il genoma eucarioMco, Il genoma baNerico, I plasmidi, I baNeriofagi e i virus a DNA dei mammiferi, I genomi degli organelli: i cloroplasM 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 struNura del gene, il codice geneMco (la traduzione del codice geneMco, 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 semiconservaMva), la sintesi del DNA avviene da 5’ a 3’, le DNA polimerasi, la replicazione semidisconMnua del DNA La riparazione e la ricombinazione del DNA (Cap 7) Tipi di mutazioni e loro conseguenze fenoMpiche, classi generali di danno al DNA, meccanismi di riparazione del danno, riparazione delle roNure, ricombinazione omologa • 
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La trascrizione (Allison: Cap 10 – 11) Trascrizione nei procarioM (promotori baNerici, polimerasi baNeriche, fasi della trascrizione), operoni baNerici, controllo della espressione genica nei procarioM, trascrizione negli eucarioM (gli elemenM regolatori, il macchinario generale della trascrizione, i faNori 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) StruNura 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 frammenM 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, esperimenM di blohng, saggio di protezione dalla RNasi, analisi delle interazioni DNA-‐proteina Amaldi et al., Biologia Molecolare, CEA 2010 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) – StruNura degli acidi nucleici (Cap 2) -‐ Codice geneMco (Cap 3). Organizzazione ed evoluzione di geni, cromosomi e genomi: Cenni sull’impaccheNamento del DNA genomico: cromosomi e cromaMna (Cap 4) -‐ I genomi procarioMci ed eucarioMci (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 procarioM(Cap 9) -‐ Regolazione della trascrizione nei procarioM (Cap 10) -‐ Trascrizione e regolazione negli eucarioM (Cap 11 – 11.5). • 
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Processamento e maturazione dell’RNA: Maturazione mediante tagli endonucleoliMci ed esonucleoliMci(Cap 12 – 12.4) -‐ Modiﬁcazioni chimiche dell’RNA (Cap 13) -‐ Modiﬁcazioni delle sequenze nucleoMdiche (Cap 14 – 14.1, 14.2, 14.3). Traduzione e sue regolazioni: Apparato di traduzione e suoi componenM (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 epigeneMca: meMlazione del DNA (Cap 19 – 19.1) Approcci e tecniche in biologia molecolare: Tecniche della biologia molecolare e dell’ingegneria geneMca (Cap 21) TemaMche aggiunMve (seminari e dispense)
•  ElemenM di BioinformaMca •  Tecnologie innovaMve in biologia molecolare •  Organismi modello Calendario • 
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Marzo L 9 12-‐14 G 12 11-‐13 L 16 12-‐14 G 18 11-‐13 L 23 12-‐14 G 26 11-‐13 L 30 12-‐14 • 
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Aprile G 9 11-‐13 L 13 12-‐14 G 16 11-‐13 L 20 12-‐14 G 23 11-‐13 L 27 12-‐14 G 30 11-‐13 • 
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Maggio L 4 12-‐14 G 7 11-‐13 L 11 12-‐14 G 14 11-‐13 L 18 12-‐14 G 21 11-‐13 L 25 12-‐14 G 28 11-‐13 • 
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Giugno L 1 12-‐14 G 4 11-‐13 L 8 12-‐14 G 11 11-‐13