Obiettivi formativi del corso

Conoscenza approfondita dei genomi microbici, della loro organizzazione strutturale e di come essi evolvono attraverso mutazioni e scambi di materiale genetico per acquisire l’assetto genico ottimale al loro ambiente. Analisi dei meccanismi di regolazione dell’espressione genica ed uso di sistemi microbici modello quali il fago (λ e T4), Escherichia coli e Saccharomyces cerevisiae

 Risultati dell'apprendimento

Padronanza nella trattazione di sistemi microbici sia procarioti che eucarioti. Acquisizione delle tecniche classiche e più avanzate di manipolazione genetico-molecolare dei modelli microbici

Programma

Cenni storici di genetica dei
procarioti, nomenclatura (termini usati in genetica, tipo selvatico e mutante,
genotipo e fenotipo).

Genetica quantitativa: purifiche su piastra; diluizioni seriali; isolamento di
mutanti (auxotrofici, resistenza, letali condizionali); metodi di arricchimento
dei mutanti auxotrofi. Il trasferimento genico orizzontale. Il Nucleoide, struttura,
componente proteica ed espressione genica.

Le mutazioni: mutazioni
adattative e non adattative; calcolo della frequenza e del tasso di mutazione
(test di fluttuazione; evidenze sperimentali delle mutazioni adattative.

I plasmidi: nomenclatura, funzione e struttura, qruppi di incompatibilità;
proprietà dei plasmidi, replicazione, controllo del numero di copie,
meccanismi di segregazione, i sistemi tossina/antitossina.

I trasposoni: struttura dei
trasposoni batterici; i meccanismi di trasposizioni; saggi di trasposizione; le
diverse classi di trasposasi; i sistemi di controllo delle trasposasi e della
trasposizione.

La ricombinazione omologa: modelli molecolari della ricombinazione omologa;
scoperta del sito Chi; i pathways molecolari RecBCD e RecFOR; RecA; la
migrazione di branca e la risoluzione della struttuta di holliday (Ruv e RecG):
la ricombinazione omologa nei fagi, RecE/T e Reda/b. Ruolo della ricombinazione
omologa nella replicazione del DNA; effetti della formazione dell’eteroduplex
(espansione di mappa, effetto del marcatore, interferenza altamente negativa;
conversione genica e rapporti aberranti in S. cerevisiae).

La ricombinazione sito specifica: le integrasi/invertasi; il sistema Cre/loxP

I batteriofagi: il ciclo
litico ed i meccanismi di controllo (T7 e T4). Meccanismi di replicazione dei genomi
ed impacchettamento. Genetica fagica: incroci fagici, test di complementazione
e ricombinazione; incroci con i mutanti rII di T4 e costruzione delle mappe
geniche (mappatura per delezione).

Il differenziamento microbico
e la divisione asimmetrica: ciclo vitale e meccanismi molecolari di regolazione
in Bacillus subtilis e Caulobacter crescentus. Quorum sensing e biofilm
microbici.

La resistenza agli
antibiotici: metodi di analisi e meccanismi molecolari.

Testi

Snyder L et al, Mlecular genetics of bacteria, IV ed, disponibile presso la biblioteca dip, Biologia e Biotecnologie “C, Darwin”.

Monografie su specific argomenti. Le monografie da consultare sono riportate nelle relative lezioni.

Verifica delle conoscenze acquisite

Esame scritto  su tutto il programma del corso. Durante lo svolgimento del corso, sono programmate prove in itinere, alemno due, la cui valutazione è valida ai fini dell'esame. 

In aggiunta lo studente può incrementare il voto d'esame con una prova orale che consiste nella presentazione di un lavoro scientifico, concordato con il docente, su argomenti trattati nel corso. La presentazione può essere effettuata nella forma di lezione inversa, in questo caso anche in piccoli  gruppi (max 2-3 persone).  Le lezioni inverse sono concordate con il docente e si potranno svolgere esclusivamente durante il corso stesso.