BIOLOGIA MOLECOLARE

L'obiettivo dell'insegnamento è quello di fornire agli studenti le conoscenze sulle macromolecole e sui meccanismi biologici che le caratterizzano. Le macromolecole, acidi nucleici e proteine, verranno studiate dal punto di vista strutturale e funzionale. I meccanismi biologici della duplicazione del DNA, della trascrizione del RNA, della traduzione delle proteine e i meccanismi di regolazione ad essi associati verranno studiati con l'obiettivo di comprendere il flusso dell'informazione genetica e l'importanza del suo mantenimento e del suo controllonella cellula.

La modalità di insegnamento consiste in lezioni frontali

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Conoscenze di fisica e chimica.

Frequenza delle lezioni obbligatoria per almeno il 70%, così come previsto dal Corso di Laurea in cui è inserito l'insegnamento.

LE BASI DELL’ORGANIZZAZIONE BIOLOGICA. Struttura e funzione di una cellula. Le caratteristiche che distinguono le cellule procariotiche da quelle eucariotiche. ORGANIZZAZIONE INTERNA DELLA CELLULA. Struttura e funzione della membrana plasmatica: principi sul trasporto di membrana e la comunicazione tra cellule. La compartimentazione delle cellule: organizzazione in organelli funzionali specializzati quali i mitocondri, il reticolo endoplasmatico, l’apparato del Golgi, i perossisomi, i lisosomi. Struttura e mobilità cellulare: organizzazione del citoscheletro in microfilamenti, microtubuli, filamenti intermedi. IL CICLO CELLULARE. Mitosi, meiosi. Cenni sui sistemi di controllo del ciclo vitale di una cellula. Meccanismi di morte cellulare. STRUTTURA DELLE MACROMOLECOLE. Proprietà chimico-fisiche degli acidi nucleici. La struttura, la topologia e la conformazione della doppia elica del DNA. La struttura, le classi dell'RNA e la loro versatilità funzionale. Nozioni di base sulla struttura delle proteine e le loro modificazioni post-traduzionali. Interazioni tra le macromolecole. Carboidrati e lipidi e loro ruolo biologico. ORGANIZZAZIONE DEL GENOMA E DEL GENE. Organizzazione del DNA nella cellula. Struttura della cromatina: dal nucleosoma alle fibre di ordine superiore. Caratteristiche fisiche e funzionali dei genomi dei procarioti e degli eucarioti. Significato delle sequenze codificanti e non codificanti nel genoma. Caratteristiche del gene nei procarioti e negli eucarioti. IL MECCANISMO DELLA REPLICAZIONE. Caratteristiche generali. Le DNA polimerasi e le loro specializzazioni. La forca replicativa e la sintesi del DNA. Le fasi di inizio, terminazione e regolazione della replicazione: confronto tra procarioti ed eucarioti. LA MUTABILITA' E LA RIPARAZIONE DEL DNA. I danni al DNA, gli errori di replicazione e la loro riparazione. IL MECCANISMO DELLA TRASCRIZIONE. RNA polimerasi e le loro specializzazioni. I fattori della trascrizione e i promotori. Le fasi di inizio e terminazione della trascrizione: confronto tra procarioti ed eucarioti. Meccanismi di maturazione dell'RNA: capping, aggiunta di coda polyA, splicing, editing. Lo spliceosoma. IL MECCANISMO DELLA TRADUZIONE. Caratteristiche generali. Il codice genetico e le sue regole. Il legame degli amminoacidi al tRNA. L'apparato della traduzione: struttura e funzione di tRNA e ribosoma. Le fasi di inizio, allungamento e terminazione della traduzione: confronto tra procarioti ed eucarioti. LA REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA. Controllo dell'inizio della trascrizione del gene mediante attivatori e repressori. RNA regolatori. Regolazione genica nei procarioti: modello degli operoni, equilibrio lisi/lisogenia fago lambda. Regolazione genica negli eucarioti: funzione dienhancer, insulator, silencer, modificazione degli istoni, rimodellamento dei nucleosomi. METODOLOGIE DI BIOLOGIA MOLECOLARE. Elettroforesi di macromolecole. Clonaggio di molecole di DNA. Analisi di acidi nucleici mediante PCR, real-time, microarray. Sequenziamento.

1)B. Alberts et al., Molecular Biology of the Cells, Garland Science.

2) G. Karp, Biologia Cellulare e Molecolare, 5 ed, Edises.

3)Watson et al., Biologia molecolare del gene, 7 ed, Zanichel

Colloquio orale

La verifica dell'aprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Cosa è la sintesi proteica?