mail unicampaniaunicampania webcerca

    Giovanni DI BERNARDO

    Insegnamento di BIOLOGIA MOLECOLARE

    Corso di laurea in BIOTECNOLOGIE

    SSD: BIO/11

    CFU: 4,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 32,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    Lingua Italiana

    Contenuti

    La biologia molecolare degli acidi nucleici e delle proteine e come queste molecole interagiscono all'interno della cellula per promuovere la corretta crescita, la divisione, e lo sviluppo. Si tratta di una disciplina di grandi dimensioni e in continua evoluzione. Il corso metterà in risalto i meccanismi molecolari di replicazione del DNA, la riparazione, la trascrizione, la sintesi proteica, e regolazione genica in organismi diversi.

    Testi di riferimento

    Genomi 4, T.A. Brown Edises

    Biologia Molecolare Amaldi et al. Zanichelli

    Obiettivi formativi

    Il corso si pone come obiettivo quello di trasmettere allo studente la conoscenza della Biologia Molecolare di base, attraverso lo studio degli acidi nucleici e della loro funzione, il flusso dell’informazione genica e la sua regolazione. Infine, l’uso in campo biotecnologico delle tecniche di biologia molecolare.

    Prerequisiti

    Non esiste alcuna propedeuticità sebbene è necessario aver acquisito conoscenze di base di biologia generale.

    Metodologie didattiche

    Il corso è organizzato in lezioni frontali con supporto informatico (Power Point) e cartaceo (documenti, lavori scientifici in pdf)

    Metodi di valutazione

    La verifica dell'apprendimento avverrà tramite colloquio orale. Le domande riguarderanno gli aspetti di base e principali della biologia molecolare. Pertanto, i quesiti risulteranno specifici per valutare le conoscenze fondamentali dell’argomento. Lo studente dovrà dimostrare di conoscere gli aspetti chiave della struttura, della funzione e della regolazione delle macromolecole biologiche, come il DNA, l'RNA e le proteine. Verranno analizzate le capacità dello studente di discutere su questi punti e l’abilità nello stabilire possibili connessioni. Il voto si esprima in trentesimi, partendo da un minimo di 18 fino ad un massimo di 30/30 e lode.

    Programma del corso

    Mutazioni spontanee e indotte del DNA.
    riparazione per escissione, riparazione dei mismatch, riparazione per ricombinazione.
    e maturazione degli RNA: RNA polimerasi DNA-dipendenti. Fasi di inizio, allugamento e terminazione della trascrizione in procarioti. Fasi di inizio, allugamento e terminazione della trascrizione in eucarioti.
    Splicing, Poliadenilazione. RNA ribosomiali e transfer. 
toIl. Amminoacilazione del tRNA. Struttura e funzione dei ribosomi. Sintesi proteica in procarioti e in eucarioti. Il vacillamento. Eccezioni all’universalità del codice genetico. dell'espressione genica in procarioti: controllo costitutivo e controllo regolativo. Operone del lattosio, operone del triptofano. Regolazione dell’espressione genica in eucarioti: acetilazione e deacetilazione degli istoni, metilazione del DNA. Il ruolo dei microRNA nella regolazione dell’espressione genica in eucarioti. Estrazione e purificazione acidi nucleici: lisi di cellule e tessuti, trattamento enzimatico, estrazione fenolo-cloroformio, precipitazione con alcol. Analisi e quantizzazione degli acidi nucleici, elettroforesi su gel di agarosio.
    Principi generali della reazione a catena della polimerasi. DNA Polimerasi termostabili. DNA stampo e progettazione di primers oligonucleotidici. Varianti della Reazione a Catena della Polimerasi: RT-PCR, Real-Time PCR, Nested PCR, PCR competitiva, multiplex PCR. Applicazioni della PCR in campo diagnostico: diagnosi di malattie genetiche ed infettive, diagnosi prenatale, test di paternità. Applicazioni della PCR in campo Biotecnologico: recupero ed analisi
    di frammenti di DNA di interesse Archeologico; il problema della tracciabilità nel settore agroalimentare
    (OGM).
    Enzimi di restrizione. Tipi di sistemi di restrizione e modificazione. Le basi del clonaggio: Principali tipi di plasmidi. Marcatori selettivi. Vettori virali. Cromosomi artificiali. Trasformazione chimica, elettroporazione e gene gun. Librerie genomiche. Librerie di cDNA Analisi post-genomiche: Analisi di knock-out. Antisenso e tecnologie dell'RNA a fini terapeutici: Regolazione della traduzione di mRNA tramite oligonucleotidi antisenso e small interfering RNA.

    English

    Teaching language

    Italian Language

    Contents

    The molecular biology of nucleic acids and proteins and how these molecules interact within the cell to promote growth, division, and development. This is a large and constantly evolving discipline. The course will highlight the molecular mechanisms of DNA replication, repair, transcription, protein synthesis, and gene regulation in different organisms.

    Textbook and course materials

    Genomi 4, T.A. Brown Edises

    Biologia Molecolare Amaldi et al. Zanichell

    Course objectives

    The course aims to provide students with the knowledge concerning the study of the structure, function and regulation of biological macromolecules, such as DNA, RNA and proteins, focusing attention on the biochemical pathways in which they are involved. Finally, the use in biotechnology of molecular biology techniques.

    Prerequisites

    There is no prerequisites, although it is necessary to have acquired basic knowledge of general biology.

    Teaching methods

    The course is organized in lectures with computer support (Power Point) and paper (documents, scientific works in pdf).

    Evaluation methods

    Evaluation of student proficiency is based on and oral test (viva voce). Questions cover the basic aspects as well as the main aspects of molecular biology. The questions will be as specific to evaluate the basic knowledge of the topic. This means that the student must know the key steps of the structure, function and regulation of biological macromolecules, such as DNA, RNA and proteins. The student should be able to discuss on these topics and be able to connect and analyze the different subjects. The final grade is expressed in 30/30 were 18 represents the minimum and 30 the maximum.

    Course Syllabus

    Mutations and mechanisms of DNA repair.
    Types of mutations. Spontaneous mutations: duplication errors, Keto–enol tautomerism, Trinucleotide Repeat Expansion. Induced mutations: chemical agents, physical agents. Chemical agents: base analogues, deaminating agents, alkylating agents and intercalating agents. Physical agents: UV radiation, ionizing radiation, heat. Repair Systems: direct repair, nucleotide excision repair and base excision repair, mismatch repair, recombination repair. SOS mechanism.
    RNA transcription.
    General characteristics of the transcription. The structure of the prokaryotic promoter. Transcription in bacteria. Structural Biology of Bacterial RNA Polymerase and the key rule of sigma factors. Intrinsic terminators and the rho protein. RNA maturation in bacteria. Transcription in eukaryotes. Characteristics and structure of eukaryotic RNA polymerases: comparison between eukaryotic promoters. The transcription pre-initiation complex (PIC) and the role of general transcription factors in eukaryotes.
    Maturation and modifications of the messenger RNA: signal sequences, capping, splicing and alternative splicing, self-splicing and polyadenylation. Editing
    Maturation of ribosomal RNA and transfer. Post-transcriptional modifications of rRNA and tRNA. RNA degradation.
    Protein
    The stages of protein biosynthesis: the genetic code and its characteristics, role of tRNA, aminoacyl-tRNA synthetase, start factors, elongation and release in prokaryotes and eukaryotes. Inhibitors of protein synthesis. Post-translational modifications (protein folding, proteolytic cutting, chemical modification and splicing of inteins), sorting and degradation of proteins (the ubiquitin-proteasome system). Regulation of gene expression
    Regulation of gene expression in prokaryotes: lactose and tryptophan operons.
    Regulation of gene expression in eukaryotes: the example of antisense RNA and the mechanism of RNA interference (siRNA). Nucleic acid extraction and purification: cell and tissue lysis, enzymatic treatment, phenol-chloroform extraction, alcohol precipitation. Analysis and quantization of nucleic acids, agarose gel electrophoresis.
    Polymerase chain reaction. Thermostable DNA Polymerase. Design of oligonucleotide primers. RT-PCR, Real-Time PCR, Nested PCR, Competitive PCR, PCR Multiplex. PCR applications in the diagnostic field: diagnosis of genetic and infectious diseases, prenatal diagnosis, paternity tests. PCR applications in Biotechnology: recovery and analysis fragments of DNA from archaeological remains; the problem of traceability in the agri-food sector (GMOs).
    Restriction enzymes. Types of restriction and modification systems. DNA cloning: types of plasmids. Selective markers. Viral vectors. Artificial chromosomes. Chemical transformation, electroporation and gene gun. Genomic libraries. cDNA libraries and Post-genomic analysis: Knock-out analysis. Antisense and RNA technologies for therapeutic purposes: Regulation of mRNA translation by antisense oligonucleotides and small interfering RNA.

    facebook logoinstagram buttonyoutube logotype