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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
BIOLOGIA MOLECOLARE
Insegnamento
BIOLOGIA MOLECOLARE 1
SC02111206, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2017/18

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
BIOLOGIA MOLECOLARE
SC1166, ordinamento 2015/16, A.A. 2018/19
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Crediti formativi 7.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese MOLECULAR BIOLOGY 1
Sito della struttura didattica http://biologiamolecolare.scienze.unipd.it/2018/laurea
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Biologia
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 ALESSANDRO VEZZI BIO/11

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

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LABORATORIO 2.0 32 18.0
LEZIONE 5.0 40 85.0

Calendario
Inizio attività didattiche 01/10/2018
Fine attività didattiche 18/01/2019

Syllabus
Prerequisiti: Per lo svolgimento del corso non è previsto alcun prerequisito, anche se è consigliato aver superato l'esame integrato di Biochimica.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso fornisce le basi per comprendere l’organizzazione strutturale del gene e i meccanismi molecolari che regolano la sua funzione e replicazione, in particolar modo a livello dei procarioti. Sono inoltre presentate ed applicate alcune delle tecnologie fondamentali del DNA ricombinante, utili come strumento per la ricerca di base e applicata. Le conoscenze che lo studente acquisirà riguardano:
1) la nascita della biologia molecolare
2) l'organizzazione del DNA in geni e genomi
3) la replicazione del DNA e la connessione al ciclo cellulare
4) la trascrizione del DNA e il controllo dell'espressione genica nei procarioti e virus
5) la sintesi delle proteine e il codice genetico
6) alcune tecniche di base di Biologia Molecolare

Ulteriori abilità che lo studente acquisirà sono:
1) l'utilizzo di un terminologia scientifica corretta
2) la capacità di spiegare in maniera ordinata ed efficiente un argomento scientifico
Modalita' di esame: L'esame prevede una prova scritta, con domande multiple e domande aperte riguardanti sia le lezioni frontali che le esercitazioni di laboratorio. Nel valutare la prova saranno considerate le conoscenze acquisite, le terminologie scientifiche adoperate e la capacità di organizzare in maniera ordinata ed effettiva le risposte.
Criteri di valutazione: I criteri con cui verrà effettuata la verifica delle conoscenze e delle abilità acquisite sono:
1) la comprensione degli argomenti trattati
2) la completezza delle conoscenze acquisite
3) la capacità di strutturare una risposta efficace e comprensibile
4) l'utilizzo di un consono linguaggio scientifico
Contenuti: I contenuti del programma possono essere divisi in 5 parti:

- La Biologia Molecolare: nozioni introduttive (0,5 CFU)
DNA e materiale genetico: gli acidi nucleici quali depositari dell’informazione genetica. Introduzione alla funzione e alla struttura del gene: esoni e introni. Le mutazioni e i loro effetti nella funzionalità dei geni.

- La replicazione del DNA (1,5 CFU)
Replicazione semiconservativa. Origine della replicazione e repliconi. DNA polimerasi. Meccanismo molecolare della replicazione: primasi, elicasi, SSB, sliding clamp. Processività. Il problema della replicazione delle estremità di DNA lineari.

- La trascrizione e il controllo dell'espressione genica (2,5 CFU)
Struttura della RNA polimerasi batterica. Ruolo delle subunità. Interazioni con il DNA. Sequenze consenso. Promotori. Inizio e allungamento del trascritto. Unità di trascrizione. Terminazione, attenuazione ed antiterminazione.
Controllo dell’espressione genica in organismi semplici. Controlli trascrizionali. Modifica della specificità della RNA polimerasi: il fattore sigma. Analisi dell’operone del lattosio. Inducibilità. Controllo coordinato. Induttori e repressori trascrizionali. Interazione repressore - DNA: specificità, siti ad alta e bassa affinità, effetti allosterici, domini. Regolazioni positive e negative.
Circuiti di regolazione genica nelle organizzazione dei genomi fagici e nelle loro strategie infettive. Espressione genica sequenziale. Lisi e lisogenia: fago lambda. Controllo autogeno dell’espressione. Attivazione del profago.

- Traduzione (1,5 CFU)
Struttura e funzione dei componenti della macchina per la sintesi proteica. Ribosomi, rRNA e tRNA. Riconoscimento del messaggero: RBS. Fattori di inizio, allungamento e terminazione. Centri attivi. La decifrazione del codice genetico. Il riconoscimento codone-anticodone e il concetto del tentennamento. Amminoacil-tRNA sintetasi e il riconoscimento dei tRNA. Proofreading: controlli cinetichi e chimici. Siti di sintesi e di editing. Il controllo del corretto appaiamento nel ribosoma.

- Il DNA ricombinante come strumento della ricerca di base e applicata (1 CFU)
Tecniche analitiche di base: gel elettroforesi, Southern, Northern e Western blotting.
Selezione dei ricombinanti. Sonde: oligonucleotidi e anticorpi. Amplificazione di DNA in vitro: PCR. Sequenziamento di DNA.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Il corso è organizzato in 40 ore di lezioni frontali i cui contenuti sono presentati in powerpoint con l'utilizzo di immagini e video. Sono previste inoltre 32 ore di esercitazioni di laboratorio in cui gli studenti dovranno confrontarsi con un reale esperimento di laboratorio, aiutati da protocolli e spiegazioni in powerpoint. Nelle esercitazioni di laboratorio saranno applicate e discusse alcune delle metodologie fondamentali della Biologia molecolare, introdotte a lezione. Le esercitazioni sono inoltre integrate con quelle di Genetica 1 e Ingegneria Genetica in modo che gli studenti possano avere un quadro completo di una attività di laboratorio.
Alla fine di ogni argomento verrà proposto agli studenti un test di feedback utilizzando la risorsa online letsfeedback.com. Periodicamente saranno resi disponibili agli studenti test di autovalutazione nella pagina e-learning dell'insegnamento (https://elearning.unipd.it/biologia/).
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Le diapositive di ciascuna lezione in formato .pdf, così come i video, i protocolli delle esercitazioni e i risultati sperimentali delle stesse saranno rese disponibili agli studenti nella piattaforma e-learning https://elearning.unipd.it/biologia/.
Testi di riferimento:
  • Lewin, Benjamin; Krebs, Jocelyn E.; Kilpatrick, Stephen T.; Goldstein, Elliott S., Lewin's genes 12.edited by Jocelyn E. Krebs, Elliott S. Goldstein, Stephen T. Kilpatrick. Burlington (MA): Jones & Bartlett Learning, 2017. English Text Cerca nel catalogo
  • Krebs, J. E., et al., Il gene X. --: Zanichelli, 2012. Traduzione italiana del testo inglese Cerca nel catalogo
  • Watson, J. D., et al., Biologia Molecolare del Gene. --: Zanichelli, 2015. Traduzione italiana del testo inglese Cerca nel catalogo
  • Craig, Nancy L.; Rivetti, Claudio; Favilla, Roberto; Barabino, Silvia, Biologia molecolareprincipi di funzionamento del genomaNancy L. Craig ... [et al.]ed. italiana a cura di Silvia Barabino, Roberto Favilla e Claudio Rivetti. Milano: Torino, Pearson Italia, 2013. Traduzione italiana del testo inglese Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Laboratory
  • Story telling
  • Quiz o test a correzione automatica per feedback periodico o per esami
  • Utilizzo di video disponibili online o realizzati

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • letsfeedback.com, kahoot.it

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Uguaglianza di genere Lavoro dignitoso e crescita economica