Anno di corso: 1

Crediti: 8
Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 6

Anno di corso: 2

Crediti: 8
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 6
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 4
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 12
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 40
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 4
Tipo: Altro

BIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2018/2019
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2018/2019
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
8
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
56
Prerequisiti: 

Non sono previste propedeuticità, sono comunque necessarie nozioni fondamentali di biologia molecolare.

Moduli

Metodi di valutazione

Tipo di esame: 
Orale
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

L'esame è orale e consiste nella discussione di un lavoro scientifico su uno degli argomenti trattati durante il corso valutando la capacità e lo spirito critico di interpretazione dei risultati. Segue un'interrogazione convenzionale sul programma svolto.

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire conoscenze avanzate relative ad alcuni processi coinvolti nel controllo dell’espressione genica. Particolare attenzione verrà rivolta all’aspetto metodologico approfondendo possibili applicazioni nel campo delle biotecnologie.

Contenuti

Analisi dell’espressione genica ed identificazione di geni differenzialmente espressi.
Organizzazione della cromatina ed espressione genica.
Tecniche di analisi della cromatina a bassa ed alta risoluzione.
Trasformazione di cellule vegetali e piante transgeniche.
Trasformazione di cellule animali, animali transgenici e KO.
Meccanismi di silenziamento genico.
Biologia molecolare degli organelli.

Programma esteso

Modulo 1- Prof. Marina Vai
1. Analisi dell’espressione genica ed identificazione di geni differenzialmente espressi. RT-PCR competitiva. Real Time PCR (Sybr green e sonde fluorescenti). Curve di melting. Real Time PCR quantitativa (relativa ed assoluta). Microarray a oligonucleotidi e a cDNA (spotting e fotolitografia, marcatura e disegno sperimentale), analisi dei dati (validazione e clustering). Alterazioni trascrizionali e localizzazione cromosomale. Analisi trascrizionali e applicazioni: nelle biotecnologie rosse (Real Time PCR e microarray-based diagnostic/prognostic tests), nelle biotecnologie verdi (miglioramento fragranza, colore e forma di cultivar di rosa).
2. Organizzazione della cromatina ed espressione genica. Struttura del nucleosoma. Modificazioni della cromatina. Codice istonico. Modificazioni istoniche e trascrizione. Complessi acetilasici (SAGA). Silencing, modello di assemblaggio della cromatina silente in lievito. Organizzazione telomeri lievito e uomo. Alterazioni nel silenziamento genico/nel remodeling della cromatina e patologie. Deacetilasi e cancro. Isole CpG e trascrizione. Metilazione del DNA e patologie (X fragile, sindrome di Rett).
3. Tecniche di analisi della cromatina a bassa ed alta risoluzione. MSREs (Methylation-Sensitive Restriction Enzymes). Metodi basati sul trattamento con Bisolfito: Methylation-Specific PCR, Methyl-Light etc. Sensibilità alle nucleasi (DNasi micrococcale). Chromatin Immunoprecipitation (ChIP). ChIP on chips. Methylated DNA Immunoprecipitation (MeDIP). DNA methylation arrays.

Modulo 2- Prof. Enzo Martegani
1- Trasformazione di cellule vegetali: Plasmidi di “Agrobacterium” e loro uso, metodo biolistico e trasformazione dei cloroplasti. Controllo dell’espressione genica nelle piante, piante transgeniche e loro applicazioni, produzione di proteine ricombinanti e di vaccini.
2- Espressione in eucarioti superiori: Trasformazione di cellule di mammifero, vettori virali e retrovirali. Produzione industriale di proteine ricombinanti con cellule di mammifero. Gene-targeting in mammiferi. Topi knock-out e knock-in e loro applicazioni per ricerca di base ed applicata. Modificazioni mirate del genoma, zinc-finger nucleases, TALEN e CRISP-Cas9
3-Silenziamento genico post-trascrizionale: Oligonucleotidi antisenso, Ribozimi e RNA interferenti. Meccanismi molecolari del silenziamento da RNA interferenti, microRNA e short-hairpin RNA.
4- Biologia molecolare degli organelli: Organizzazione ed espressione del genoma mitocondriale e di cloroplasti. RNA editing. Patologie legate al mitocondrio.
5- Genomica e bioinformatica: Organizzazione del genoma e strategie di sequenziamento. Analisi del genoma umano. Sequenze ripetute (LINE e SINE). Origine ed evoluzione degli introni. Banche dati di acidi nucleici e di proteine.

Bibliografia consigliata

Articoli scientifici e il materiale proiettato vengono messi a disposizione sulla piattaforma E-learning.
Testi consigliati:
- B. Lewin “Il gene VIII” Zanichelli
- R.F. Weaver “BiologiaMolecolare” McGraw-Hill.
- J.W. Dale, M. von Schantz “Dai geni ai genomi” EdiSES
- R.J. Reece “Analisi dei geni e genomi” EdiSES
- G. Gibson, S. Muse “Introduzione alla Genomica” Zanichelli
- G. Valle et al. “Introduzione alla Bioinformatica” Zanichelli

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni frontali. Il corso sarà svolto con l’ausilio di diapositive.