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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
BIOTECNOLOGIE
Insegnamento
BIOLOGIA MOLECOLARE
SC04100929, A.A. 2017/18

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2016/17

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
BIOTECNOLOGIE
IF1839, ordinamento 2011/12, A.A. 2017/18
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Crediti formativi 7.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese MOLECULAR BIOLOGY
Sito della struttura didattica http://biotecnologie.scienze.unipd.it/2017/laurea
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Biologia
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/biologia/course/view.php?idnumber=2017-IF1839-000ZZ-2016-SC04100929-N0
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ELISABETTA BERGANTINO BIO/11

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Discipline biotecnologiche comuni BIO/11 7.0

Modalità di erogazione
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Organizzazione della didattica
Tipo ore Crediti Ore di
Corso
Ore Studio
Individuale
Turni
LABORATORIO 1.0 16 9.0 Nessun turno
LEZIONE 6.0 48 102.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 02/10/2017
Fine attività didattiche 19/01/2018

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
6 BIOLOGIA MOLECOLARE 2017/2018 01/10/2017 25/11/2018 BERGANTINO ELISABETTA (Presidente)
FILIPPINI FRANCESCO (Membro Effettivo)
CAMPANARO STEFANO (Supplente)
5 BIOLOGIA MOLECOLARE 2016-2017 01/10/2016 30/11/2017 BENEDETTI PIETRO (Presidente)
FILIPPINI FRANCESCO (Membro Effettivo)
BERGANTINO ELISABETTA (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Biochimica, Biologia cellulare, Genetica.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Fornire gli elementi culturali per comprendere le relazioni tra organizzazione e funzione delle molecole - acidi nucleici e proteine - presenti nella cellula. Fornire i mezzi per un approccio molecolare alla comprensione dell'espressione del genoma e della sua regolazione.
Modalita' di esame: scritti con domande aperte e a scelta multipla
Criteri di valutazione: Verifica dell'acquisizione di un linguaggio appropriato e specifico sulle tematiche proposte. Verifica della comprensione dei livelli di regolazione dell'espressione e della conservazione del genoma nelle cellule batteriche e eucariotiche con capacità analitica e sintetica.
Contenuti: CENNI STORICI SULLA NASCITA DELLA BIOLOGIA MOLECOLARE.
La natura del materiale genetico; la doppia elica, dogma centrale.

LA STRUTTURA DEL DNA.
Le strutture del DNA (A,B,Z); parametri; conformazioni locali alternative: cruciformi, strutture non appaiate, curvatura; topologia del DNA e DNA topoisomerasi.

STRUTTURA DELL’RNA
tRNA , RNA ribosomale. Il codice genetico e le mutazioni a soppressione.

LA REPLICAZIONE DEL DNA.
L'apparato enzimatico della replicazione; le DNA polimerasi; fedelta' di replicazione; correzione di bozze; replicazione di DNA circolare e lineare; telomeri, telomerasi; Modelli di replicazione; il replicone: origini di replicazione batteriche; sequenze ARS eucariotiche.

TRASCRIZIONE NEI PROCARIOTI.
RNA polimerasi; subunita'; inibitori, mutanti; complesso chiuso e aperto; il promotore, sequenze conservate; fattori sigma; regolazione genetica del fago lambda; Interazioni tra DNA e proteine: meccanismi molecolari; come viene letta l'elica del DNA; Operoni e l’esempio paradigmatico dell’operone lac.

TRASCRIZIONE NEGLI EUCARIOTI.
RNA polimerasi I II e III. Caratteristiche distintive, attivita', inibitori; Pol II: promotori,
caratteristiche, sequenze consensus; enhancers, sequenze UAS; fattori di trascrizione: di base, generali e specifici. Interazione DNA proteine principali motivi strutturali di legame al DNA, attivazione, multimerizzazione. Pol III: promotori, caratteristiche, fattori di trascrizione; elementi comuni Pol II e III. Pol I: promotore, fattori di trascrizione.
MATURAZIONE DEGLI RNA.
Eucarioti: splicing; categorie di introni; meccanismi di splicing; autosplicing; RNA catalitico, implicazioni evolutive; enzimi con componenti ad RNA e proteine; piccoli RNA nucleari.

LA TRADUZIONE.
RNA ribosomali e tRNA; ribosomi; la sintesi proteica; fattori d'inizio e di allungamento. Il Ribosoma come macchina molecolare. Terminazione rho dipendente e indipendente; antiterminazione; PolyA e terminazione negli eucarioti. Operoni lattosio, triptofano; regolazioni negative e positive

STRUTTURA E FUNZIONE DELLA CROMATINA e EPIGENETICA.
Istoni; studi con nucleasi; nucleosomi, proprieta' strutturali; paradosso del numero di legame; nucleosomi e topologia; cromatina attiva, siti ipersensibili alla DNAsi; organizzazione della cromatina e ed espressione genica; nucleosomi regolativi. Strutture di ordine superiore, la matrice nucleare, composizione, caratteristiche.

LIVELLI DI REGOLAZIONE.
Modificazioni dell'mRNA: poliadenilazione e CAP. Problematica della regolazione negli eucarioti come sistema combinatorio. Esempi di regolazione a livello di modificatori della cromatina; I’RNA come regolatore, siRNA, miRNA, ceRNA.

Esempi paradigmatici sulle strategie regolatorie dell’espressione genica: il caso dei geni Hox e di come le vie di trasduzione del segnale controllano l’attivita’ dei fattori trascrizionali. Modificazioni post-tradizionali come livelli di regolazione

CENNI SU SISTEMI MODELLO.

TECNICHE PRINCIPALI
DNA: elettroforesi d'agarosio e poliacrilamide; marcatura con isotopi radioattivi; mappe di restrizione; determinazione delle sequenze; southern blotting; footprinting; complessi DNA-proteine ritardo elettroforetico; reazione a catena della polimerasi (PCR).
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: E'attiva la piattaforma e-learning dove gli studenti possono trovare il materilale didattico e iscriversi a un forum per fare domande e avere chiarimenti
I materiali di studio consistono nelle presentazioni power point utilzzate a lezione, lavori scientifici originali su alcuni esperimenti descritti a lezione.
Testi di riferimento:
  • Amaldi, Francesco, Benedetti Piero, Pesole Graziano, Plevani Paolo, Biologia molecolare. Rozzano (MI): Casa Editrice Ambrosiana, 2014. 2 a edizione Cerca nel catalogo
  • Watson JD, Biologia molecolare del gene. Milano: Zanichelli, 2015. 7 a edizione Cerca nel catalogo