GENETICA MOLECOLARE

Topic outline

• INFORMAZIONI SUL CORSO
  

  INFORMAZIONI SUL CORSO

  Docente Prof. Giovanna Serino 

  ATTENZIONE ci sono stati dei cambiamenti nell'orario e nella sede del corso. Il corso avrà inizio il 4 marzo 2019, in Auletta 1 di Antropologia, e si terrà il lunedì e il mercoledì dalle ore 9.30 alle 11.00. Non sono previste lezioni dal 17 aprile al primo maggio inclusi.

  Il corso affronterà le più importanti scoperte nella genetica molecolare,  analizzando gli esperimenti e la storia degli scienziati che li hanno compiuti. Una parte del corso è  dedicata alle più recenti teorie sulle origini della vita. Le lezioni degli scorsi anni accademici sono riportate più sotto.

  PROGRAMMA GENERALE

  Origini dell’informazione genetica e definizione della vita.//Il materiale genetico: la distinzione tra aspetti genotipici e fenotipici.// Le strutture del DNA: strutture A, B, Z e strutture inusuali.//Topologia del materiale genetico.//Il Codice Genetico e sua evoluzione. //  Mutabilità e riparazione del DNA // Struttura ed organizzazione dei geni e dei genomi procariotici ed eucariotici.// Struttura della cromatina. Struttura dei cromosomi. // Telomeri. // Epigenetica. I rapporti tra genetica ed epigenetica. Posizionamento e rimodellamento dei nucleosomi. Modificazioni degli istoni e codice istonico. La metilazione del DNA e il suo significato regolativo // Le modificazioni epigenetiche indotte da stimoli ambientali // Regolazione della espressione genetica nei procarioti. // Regolazione della espressione genetica negli organismi superiori.// RNA regolativi. Noncoding RNA, SiRNA, microRNA, RNA circolari.

  Testi consigliati: 

  BIOLOGIA MOLECOLARE Amaldi Benedetti Pesole Plevani, III edizione 2018 , Zanichelli

  BIOLOGIA MOLECOLARE DEL GENE. Watson et al. Una qualsiasi delle tre ultime edizioni, Zanichelli. 

  IL GENE X  B. Lewin,  Zanichelli.

  Zlatanova e van Holde. Biologia Molecolare Zanichelli, 2018

  Lewin's GENES XII 12th Edition, in inglese

  Watson, Molecular Biology of the Gene, 7th Edition (in inglese)

  • Forum News
  • Istruzioni per la presentazione di fine corso Page
  • voti presentazioni 2019 File

    se vostro numero di matricola non compare e' perche' non lo avevo. in quel caso scrivetemi e vi rispondo con il voto

  • esempio di un compito di esame File
• lezioni 1-2
  

  lezioni 1-2

  

  Il metodo scientifico. Come si legge un articolo scientifico. Decifrazione della struttura del DNA (Video).  Caratteristiche di DNA e RNA

  • come si legge un articolo scientifico File
• Lezioni 3-4
  

  Lezioni 3-4

  Duplicazione del DNA: esperimenti di Meselson e Stahl. Sviluppo del metodo di centrifugazione su gradienti di CsCl. Biografia e video dei due scienziati.

  Purificazione della DNA polimerasi (Kornberg)

  • Meselson and Stahl original article File

    studiare gli esperimenti mostrati nelle figure 1, 3 e 4

  • Articolo originale - Lehman et al_1958 File

    studiare le parti evidenziate in giallo e l' esperimento mostrato in Tabella 3

  • The Purification of Proteins Is an Essential First Step in Understanding Their Function URL

    come si purifica una proteina - per capire meglio gli esperimenti di Kornberg

  • Arthur Kornberg's Discovery of DNA Polymerase I URL

    per approfondire

  • Profilo di Arthur Kornberg su Cell URL

    per approfondire

• Lezione 5 - origini della vita
  

  Lezione 5 - origini della vita

  Lezione tenuta dalla dr.ssa Giovanna Costanzo del CNR

  • slides origini della vita File

    slides - da studiare direttamente

• Lezione 6. Struttura del DNA
  

  Lezione 6. Struttura del DNA

  • lezione 3 Struttura del DNA File
  • the double helix - video URL
• Lezione 7. strutture tridimensionali del DNA
  

  Lezione 7. strutture tridimensionali del DNA

  lezione tenuta da Giovanna Costanzo, CNR

  • strutture tridimensionali del DNA - slides File
• Lezione 8. topologia del DNA
  

  Lezione 8. topologia del DNA

  lezione tenuta da Pietro de Benedetti. Argomenti: Superavvolgimenti positivi e negativi. Relazioni tra replicazione, trascrizione e topologia del DNA. Comportamento su gel di agarosio di molecole superavvolte o circolari o lineari. numeri di Linking, Twist e Writhe. Meccanismo d’azione di topoisomerasi I e II.

  • topologia DNA - slides I File
  • topologia DNA - slides II File
  • topoisomerasi e DNA - meccanismo d'azione File
  • Topoisomerase VI (Archaea) - meccanismo d'azione File
  • Topo II File
  • Is DNA a double helix? File

    per approfondire

• Lezione 9
  

  Lezione 9

  Il codice genetico : esperimenti con il Fago T4.  Marshall Nirenberg and Heinrich Matthaei. Crick e l'identificazione del primo codone. 

  • slides codice genetico File
  • THE DEPENDENCE OF CELL- FREE PROTEIN SYNTHESIS IN E. COLI UPON NATURALLY OCCURRING OR SYNTHETIC POLYRIBONUCLEOTIDES File

    studiare gli esperimenti descritti nellle figure 1,2 e 3 e nella Tabella 6

  • who discovered messenger RNA? URL

    per approfondire

  • The Francis Crick Papers Defining the Genetic Coding Problem, 1954-1957 URL

    per approfondire

  • The Francis Crick Papers Deciphering the Genetic Code, 1958-1966 URL

    per approfondire

• Lezioni 10-11
  

  Lezioni 10-11

  Lezione 10 Trascrizione. Le RNA polimerasi

  Lezione 11 Regolazione dell'espressione genica. Operoni (procarioti). promotori eucariotici

  • scoperta delle RNA polimerasi - slides File
  • articolo di Jacob Monod 1961 con evidenziate le parti da studiare File
  • Jacob and Monod: From Operons to EvoDevo (review) con evidenziate le parti da studiare File
• Lezione 12
  

  Lezione 12

  Regolazione post-trascrizionale dell'espressione genica. La scoperta dello splicing (fatta da Louise Chow, Richard Gelinas, Thomas Broker, and Richard Roberts at Cold Spring Harbor Laboratory; Phillip Sharp, Susan Berget, and Claire Moore at MIT)

  Richard Roberts spiega lo splicing qui 

   

  Come funziona lo splicing dell'mRNA

  • sommario e lezione splicing slides File
  • scoperta dello splicing - review (studiare le parti evidenziate) File
  • scoperta dell' RNA instabile - studiare le parti evidenziate File
  • in questo video P. Shark spiega più' in dettaglio la scoperta dello splicing nel suo laboratorio URL
  • The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1993 to Sharp and Roberts URL

    per approfondire

  • alternative splicing at a genomic scale URL

    per approfondire

• Lezioni 13-14
  

  Lezioni 13-14

  Tecniche di sequenziamento antiche e moderne. Struttura dei genomi eucariotici e loro studio. Il trascrittoma, ruolo delle EST.

  Illumina sequencing (studiare le diverse fasi in dettaglio), SMART/Pacbio sequencing, Nanopore (per queste altre due tecniche studiare il principio su cui si basa e i vantaggi/svantaggi rispetto a Illumina). 

  Assemblaggio di un genoma: Sequenziamento di un genoma con metodo "gerarchico"  "shotgun". utilizzo della mappe genetiche e fisiche durante l'assemblaggio di un genoma. problemi nel sequenziamento delle regioni ripetute. 

  Annotazione di un genuina: identificazione in un genoma sequenziato di elementi regolativi, regioni codificanti, e altri elementi di un genoma.

  Trovate una buona descrizione di illumina, Nanopore, sequenziamento genoma e trascrittoma, e annotazione  sull'Amaldi ultima edizione, capitoli 20 e 21.

  Video:

  nanopore

  minion from Nanopore

  • slides sequencing File
  • assemblaggio di un genoma - sldies File
• Lezioni 15-16-17
  

  Lezioni 15-16-17

   Struttura della cromatina. Istoni, nucleosomi e ruolo nella regolazione dell'espressione genica. Il cromosoma eucariotico, centromeri e telomeri 

  • lezione cromatina - slides File
  • Il cromosoma eucaríotico - slides File
• Lezione 18-19. Epigenetica
  

  Lezione 18-19. Epigenetica

  Cromatina aperta, eterocromatina facoltativa e costruttiva. Ruolo delle modificazioni istoniche,  degli enzimi di modificazione e degli RNA non codificanti. Inizio, diffusione e mantenimento dell'eterocromatina. Formazione e struttura cromatina centromerica. Ruolo dei complessi repressori PRC1 e PRC2. Un caso specifico: eterocromatizzazione facoltativa del flowering locus C di Arabidopsis.

  Metodi di analisi>: Dnase seq , Chip-seq

  • Epigenetica I - slides File
  • Epigenetica II - slides File
  • Introduction to Epigenetic Gene Regulation File
  • epigenetica - introduzione File

    alcuni degli argomenti di cui abbiamo parlato possono essere studiati qui

• Lezione 20
  

  Lezione 20

  Nuove tecnologie e loro applicazioni: esempi . video sulla tecnologia CRISPR CAs9

  questa lezione si terra' il 31 maggio dalle 11:00 alle 13:00 su skype. il mio skype id e' giovise

  per chi vuole assistere alla lezione venire nel mio studio : stanza 3 primo piano istituto di fisiologia generale

  Giovanna

  • CRISP/Cas9 - discovery slides File
  • History of CRISPR-Cas from Encounter with a Mysterious Repeated Sequence to Genome Editing Technology _ review File
• Lezione 21
  

  Lezione 21

  Ripasso degli argomenti trattati nel corso
• Lezione 22
  

  Lezione 22

  5 giugno. presentazioni articoli

  Sonia del Marro

  Lorena Zangari

  Samuele Molinaro

  Veronica  Angotzi
• Lezioni 23-24
  

  Lezioni 23-24

   Presentazioni studenti

  10 Giugno

  Niccolo’

  Antonio Grimaldi

  Rosa Capuano

  Noemi Palombi

  12 giugno

  Simina

  Sara Cavalieri
• Lezioni AA 2016-2017
  

  Lezioni AA 2016-2017

  • struttura e funzione della cromatina Folder

    Slides e review sulla struttura e funzione della cromatina

  • Effetti epigenetici dello stress Folder

    Slides e review sugli effetti epigenetici degli stress

  • Replicazione e Riparazione del DNA Folder

    Diapo su replicazione e riparazione del DNA

  • Lezioni Mannironi RNA regolativi Folder

    Slides delle lezioni della dott.ssa Mannironi su microRNA e RNA regolativi

  • Tecnologie per la trascrittomica File

    Diapo su sequenziamento e DNA microarrays

  • Trascrizione File

    Diapositive su trascrizione eucariotica e procariotica

  • Struttura e topologia del DNA File

    Diapositive sulla struttura e topologia del DNA

• Lezioni AA 2017-2018
  

  Lezioni AA 2017-2018

  Docenti Prof. Giovanna Costanzo e Sabrina Venditti

  • G. Costanzo - lezione 1 Origine della vita File
  • G. Costanzo - lezione 2 Generazione spontanea dell’RNA File
  • G. Costanzo - lezione 4 - parametri strutturali File
  • G. Costanzo - lezione 5 topologia DNA (Piero Benedetti) File
  • G. Costanzo- lezione 7 - il codice genetico File
  • G. Costanzo- lezione 8-replicazione File
  • Venditti lezioni 1-2-3 File
  • Venditti lezioni 4-5-6 File
  • Venditti lezioni 7-8-9 File
  • Venditti lezioni 10-11-12 File
  • Materiali didattici sulla struttura del DNA Folder

    Schede su vari argomenti (in parte tratte da: Drew and Calladine Undestanding DNA - Academic Press)