Fabio ALTIERI (Titolare del corso)
Silvia Chichiarelli (docente)

3° anno

Di base

10 (BIO/11 - biologia molecolare)

Primo semestre

La struttura degli acidi nucleici

La scoperta del DNA: prospettive storiche. Nucleosidi e nucleotidi. La struttura primaria e secondaria del DNA. Le forme alternative della doppia elica A,B, Z.Proprietà del DNA; effetto ipercromico.La struttura terziaria del DNA:superavvolgimento del DNA. Le topoisomerasi. Sequenziamento e sintesi di oligonucleotidi.

L’organizzazione del genoma

Dai nucleotidi alla cromatina Il progetto genoma, genomi sequenziati. Genoma procariotico. Struttura e organizzazione del genoma eucariotico, famiglie geniche. Il genoma batterico. I plasmidi. I batteriofagi. Virus a DNA. Il DNA mitocondriale. Genomi a RNA. Struttura della cromatina: il nucleosoma, la fibra da 10 nm, la fibra da 30 nm. Eucromatina ed eterocromatina.

La struttura dell’RNA

Struttura secondaria e terziaria dell’RNA. Funzioni biologiche dei diversi tipi di RNA. La catalisi da RNA. I ribozimi. Il mondo a RNA.

La replicazione del DNA

Replicazione semiconservativa. Meccanismo di replicazione del DNA nei procarioti e nelle cellule eucariotiche: inizio, allungamento termine; proteine ed enzimi coinvolti nella replicazione. Mantenimento dei telomeri: il ruolo della telomerasi nella replicazione del DNA nell’invecchiamento e nel cancro.

I meccanismi di riparazione ricombinazione del DNA

Le mutazioni. Le classi generali del danno al DNA. Errori di replicazione. Sistemi di riparo per basi danneggiate (BER, NER, MMR) e interruzioni del filamento di DNA (SSB repair e DSB repair attraverso NHEJ e HR). La ricombinazione omologa e la trasposizione del DNA (trasposoni e retrotrasposoni).

La trascrizione nei procarioti

I meccanismi della trascrizione .La struttura dei promotori batterici. La struttura della RNA polimerasi batterica. La regolazione dell’operone del lattosio (lac). L’attenuazione trascrizionale dell’operone del triptofano (trp).

La trascrizione negli eucarioti

I componenti del macchinario generale della trascrizione. La struttura della RNA polimerasi II. Il meccanismo della trascrizione da parte della RNA polimerasi II. Il quadro generale della regolazione trascrizionale. I fattori di trascrizione. Proteine che legano il DNA in maniera sequenza specifica (i principali domini proteici). Controllo dei regolatori trascrizionali (coattivatori e corepressori). L’assemblaggio del complesso di trascrizione. Il modello dell’enhanceosoma.

L’epigenetica

Modifiche a carico degli istoni (metilazione, acetilazione). Metilazione del DNA. Isole CpG. Rimodellamento della cromatina.  L’imprinting genomico. L’inattivazione del cromosoma X.

I processi di modificazione dell’RNA

Modifiche chimiche a carico dell’RNA (snoRNP e RNA ribosomiale). Lo splicing dell’RNA. Gli introni capaci di autosplicing (gruppo I e di gruppo II). Splicing assistito (gruppo III) , spliceosoma. Le modifiche al 5’ e al 3’. Lo splicing alternativo. Editing dell’RNA. Il trasporto dell’mRNA.

La traduzione

Il codice genetico. Struttura e assemblaggio dei ribosomi. Le amminoacil-tRNA sintetasi e il caricamento dell’amminoacil-tRNA. L’attività di correzione delle bozze delle amminoacil-tRNA sintetasi. I fattori di traduzione. L’inizio della traduzione. Fase di allungamento e formazione del legame peptidico. Traslocazione. Fase di terminazione. La traduzione negli eucarioti. Fattori di traduzione negli eucarioti e differenze con i procarioti. Controllo traduzionale e post-traduzionale.

RNA regolatori

Regolazione genica post-trascrizionale. Produzione e funzionamento dei miRNA e dei siRNA. Oligonucleotidi antisenso, interferenza da RNA (RNAi). Applicazioni.

Tecniche di Biologia molecolare

Il Progetto Genoma Umano. Le classi principali di endonucleasi di restrizione. .La tecnologia del DNA ricombinante e il clonaggio molecolare (vettori e plasmidi, tecniche di trasformazione). La reazione a catena della polimerasi (PCR) e sue applicazioni. Produzione di proteine ricombinanti in sistemi batterici, animali e vegetali. Organismi geneticamente modificati (OGM) e relative tecniche di produzione.

Risultati attesi

• Conoscenza dei meccanismi molecolari che permettono il mantenimento, la regolazione e l'espressione del genoma
• Competenze di base necessarie per la ricerca e lo sviluppo di nuovi farmaci, e applicazioni in campo biotecnologico e biomedico.

Mercoledì e Venerdì 10.00-13.00

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