Biologia e genetica 2 anno

Programma del modulo:
Le caratteristiche generali della materia vivente
Approcci metodologici allo studio dei fenomeni biologici
L'organizzazione gerarchica della materia vivente
La tassonomia e il concetto di specie
La teoria cellulare
Le principali differenze fra cellule procariotiche ed eucariotiche
La composizione chimica della materia vivente
Le interazioni fra molecole
L'importanza biologica dell'acqua

I biopolimeri
Macromolecole informazionali e non informazionali
Il flusso dell'informazione all'interno delle cellule
Cenni sulla struttura delle proteine
Le omologie strutturali
La regolazione dell'attività biologica delle proteine
Regolazione allosterica
Regolazione per modificazione covalente
Enzimi e vie metaboliche
Il folding delle proteine
Le "trappole cinetiche"
Gli chaperone molecolari
Il controllo di qualità delle proteine nel reticolo endoplasmatico
Le modificazioni post-traduzionali delle proteine
Le principali modificazioni post-traduzionali e il loro ruolo
Le vie di degradazione delle proteine
Le comunicazioni intercellulari
Proteine solubili e di membrana nella comunicazione intercellulare
Segnali autocrini, paracrini ed endocrini
La trasduzione del segnale
Recettori di superficie ed intracellulari
Classificazione dei recettori di superficie
I secondi messaggeri
Trasduttori intracellulari e loro regolazione
Gli ioni Ca2+ nella trasduzione del segnale
Funzionamento dei recettori intracellulari
Il ciclo cellulare e la sua regolazione
Le fasi del ciclo cellulare
Aspetti microscopici della mitosi
Identificazione del fattore promuovente la mitosi
Controllo del ciclo cellulare
Poliubiquitinazione delle cicline
La chinasi start
Arresto del ciclo per danni al DNA
Esempi di analisi sperimentale del ciclo cellulare
La morte cellulare
Apoptosi e necrosi
Storia delle scoperte fondamentali nell'apoptosi
Ruoli dell'apoptosi
Caenorhabditis elegans come organismo modello
Le caspasi
Regolazione molecolare dell'apoptosi
La famiglia Bcl-2
Apoptosi intrinseca ed estrinseca
Cancro ed apoptosi
Esempi di analisi sperimentale dell'apoptosi
Oncogeni e trasformazione neoplastica
Il controllo della proliferazione cellulare
La progressione tumorale
Isolamento del primo oncogene umano
Classi di oncogeni
Attivazione di un proto-oncogene ad oncogene
Geni coinvolti nei tumori dell'uomo
Accumulo di mutazioni nella cancerogenesi
L'identificazione dei geni oncosoppressori
I geni Rb e p53
Oncogenesi virale
I virus
Caratteristiche dei virus
Struttura dei virus
Proteine virali
Classificazione dei virus
Tipi d'infezione
Ciclo litico
Acquisizione dell'involucro pericapsidico
Ciclo vitale dei retrovirus
Oncogeni retrovirali
Il virus HIV

Programma del modulo:
Citogenetica classica e molecolare
-Conoscere la classificazione dei cromosomi umani. Descrivere il cariotipo umano normale utilizzando la relativa nomenclatura e i polimorfismi cromosomici. Conoscere le metodologie per l'analisi cromosomica e genomica (allestimento delle colture e prepararti cromosomici, colorazioni/bandeggi, FISH, a-CGH), i limiti e le relative applicazioni nella diagnosi di sbilanciamenti cromosomici.
- Conoscere le differenze tra i cromosomi sessuali; regioni pseudoautosomiche, geni X-linked e Y-linked.
- Classificare le anomalie cromosomiche di numero e di struttura, descriverne i meccanismi d'origine e le possibili conseguenze per la riproduzione.
- Descrivere la tipologia e le possibili cause delle principali aneuploidie: Sindromi di Down, Edwards, Patau, Turner e Klinefelter.
- Mutazioni germinali e somatiche. Spiegare il concetto di mosaicismo cromosomico e illustrare i meccanismi alla base.
- Mutazioni cromosomiche e leucemie: cromosoma Philadelphia e linfoma di Burkitt.
- Discutere le indicazioni per la diagnosi cromosomica pre- e post-natale e pre-impianto.
- Conoscere le patologie genomiche e gli errori della ricombinazione che ne sono alla base. Le duplicazioni segmentali e le patologie genomiche ricorrenti.
- descrivere le tecniche di diagnosi prenatale di malattie genetiche: test di screening predittivi non invasivi (bi-test, NIPD). Analisi citogenetica e molecolare mediante prelievo di materiale fetale (pre-impianto, villocentesi, amniocentesi).
Ereditarietà mendeliane atipiche
-Spiegare le modalità di espressione e le caratteristiche fondamentali dei geni soggetti ad imprinting ( regolazione in cis, distribuzione nei cromosomi) e illustrare i diversi meccanismi patogenetici di alcune patologie esemplificative (S. di Angelman, S. di Prader-Willi; S.di Beckwith-Wiedemann, S. di Silver-Russell).
- Descrivere il concetto di disomia uniparentale e i meccanismi alla base.
- Difetto genetico-epigenetico alla base della patologia e consulenza genetica.
-Conoscere le patologie genomiche e gli errori della ricombinazione che ne sono alla base.
- Conoscere le "mutazioni dinamiche/espansione di triplette" e le possibili conseguenze sul fenotipo. Classificazione delle malattie da mutazione dinamica. Sindrome dell'X-fragile e sindromi da premutazione di FMR1, malattia di Huntington, Distrofia miotonica.
Test genetici
- Conoscere il percorso e le tipologie dei test genetici e la rilevanza della consulenza genetica e della cooperazione tra genetista medico e altre figure professionali.
- Illustrare le applicazioni delle indagini molecolari per l'identificazione di mutazioni alla base di patologie genetiche sia mendeliane sia multifattoriali.
- Calcolo del rischio in consulenza genetica, casi pratici con applicazioni del teorema di Bayes e della legge di Hardy-Weinberg.
- Descrivere la variabilità del genoma umano, conoscere il concetto di polimorfismo e illustrare le principali varianti di sequenza (SNPs, microsatelliti).
- Strategie di diagnosi di malattie genetiche (diretta ed indiretta). I polimorfismi del DNA e il loro uso come marcatori genetici.
- Illustrare le potenzialità e i limiti dei test genetici mediante sequenziamento dell'esoma o di pannelli genici mediante NGS (Next Generation Sequencing).
- Spiegare l'impatto della variabilità del genoma tra gli individui nella predisposizione alle condizioni complesse e nella valutazioni delle varianti a significato sconosciuto (VUS).
Genetica dello sviluppo
- Descrivere le finalità e le tappe del processo d'inattivazione del cromosoma X ed illustrare la rilevanza del fenomeno nelle malattie genetiche X-linked. Inattivazione casuale e preferenziale (primaria e secondaria).
- Determinazione cromosomica del sesso. Indicare i principali meccanismi di determinazione del sesso e illustrare esempi di condizioni con alterata differenziazione sessuale (insensibilità agli androgeni, difetti del gene SRY, mutazioni WT1).
Predisposizione genetica al cancro
- Descrivere la differenza tra tumore sporadico, tumore familiare e tumore ereditario.
- Descrivere i tumori ereditari della mammella e dell'ovaio, e del colon-retto (Poliposi adenomatosa familiare e Sindrome di Lynch): geni, mutazioni, indagini genetiche, sorveglianza e prevenzione.

Programma del modulo:
Le caratteristiche generali della materia vivente
Approcci metodologici allo studio dei fenomeni biologici
L'organizzazione gerarchica della materia vivente
La tassonomia e il concetto di specie
La teoria cellulare
Le principali differenze fra cellule procariotiche ed eucariotiche
La composizione chimica della materia vivente
Le interazioni fra molecole
L'importanza biologica dell'acqua

I biopolimeri
Macromolecole informazionali e non informazionali
Il flusso dell'informazione all'interno delle cellule
Cenni sulla struttura delle proteine
Le omologie strutturali
La regolazione dell'attività biologica delle proteine
Regolazione allosterica
Regolazione per modificazione covalente
Enzimi e vie metaboliche
Il folding delle proteine
Le "trappole cinetiche"
Gli chaperone molecolari
Il controllo di qualità delle proteine nel reticolo endoplasmatico
Le modificazioni post-traduzionali delle proteine
Le principali modificazioni post-traduzionali e il loro ruolo
Le vie di degradazione delle proteine
Le comunicazioni intercellulari
Proteine solubili e di membrana nella comunicazione intercellulare
Segnali autocrini, paracrini ed endocrini
La trasduzione del segnale
Recettori di superficie ed intracellulari
Classificazione dei recettori di superficie
I secondi messaggeri
Trasduttori intracellulari e loro regolazione
Gli ioni Ca2+ nella trasduzione del segnale
Funzionamento dei recettori intracellulari
Il ciclo cellulare e la sua regolazione
Le fasi del ciclo cellulare
Aspetti microscopici della mitosi
Identificazione del fattore promuovente la mitosi
Controllo del ciclo cellulare
Poliubiquitinazione delle cicline
La chinasi start
Arresto del ciclo per danni al DNA
Esempi di analisi sperimentale del ciclo cellulare
La morte cellulare
Apoptosi e necrosi
Storia delle scoperte fondamentali nell'apoptosi
Ruoli dell'apoptosi
Caenorhabditis elegans come organismo modello
Le caspasi
Regolazione molecolare dell'apoptosi
La famiglia Bcl-2
Apoptosi intrinseca ed estrinseca
Cancro ed apoptosi
Esempi di analisi sperimentale dell'apoptosi
Oncogeni e trasformazione neoplastica
Il controllo della proliferazione cellulare
La progressione tumorale
Isolamento del primo oncogene umano
Classi di oncogeni
Attivazione di un proto-oncogene ad oncogene
Geni coinvolti nei tumori dell'uomo
Accumulo di mutazioni nella cancerogenesi
L'identificazione dei geni oncosoppressori
I geni Rb e p53
Oncogenesi virale
I virus
Caratteristiche dei virus
Struttura dei virus
Proteine virali
Classificazione dei virus
Tipi d'infezione
Ciclo litico
Acquisizione dell'involucro pericapsidico
Ciclo vitale dei retrovirus
Oncogeni retrovirali
Il virus HIV

Programma del modulo:
Citogenetica classica e molecolare
-Conoscere la classificazione dei cromosomi umani. Descrivere il cariotipo umano normale utilizzando la relativa nomenclatura e i polimorfismi cromosomici. Conoscere le metodologie per l'analisi cromosomica e genomica (allestimento delle colture e prepararti cromosomici, colorazioni/bandeggi, FISH, a-CGH), i limiti e le relative applicazioni nella diagnosi di sbilanciamenti cromosomici.
- Conoscere le differenze tra i cromosomi sessuali; regioni pseudoautosomiche, geni X-linked e Y-linked.
- Classificare le anomalie cromosomiche di numero e di struttura, descriverne i meccanismi d'origine e le possibili conseguenze per la riproduzione.
- Descrivere la tipologia e le possibili cause delle principali aneuploidie: Sindromi di Down, Edwards, Patau, Turner e Klinefelter.
- Mutazioni germinali e somatiche. Spiegare il concetto di mosaicismo cromosomico e illustrare i meccanismi alla base.
- Mutazioni cromosomiche e leucemie: cromosoma Philadelphia e linfoma di Burkitt.
- Discutere le indicazioni per la diagnosi cromosomica pre- e post-natale e pre-impianto.
- Conoscere le patologie genomiche e gli errori della ricombinazione che ne sono alla base. Le duplicazioni segmentali e le patologie genomiche ricorrenti.
- descrivere le tecniche di diagnosi prenatale di malattie genetiche: test di screening predittivi non invasivi (bi-test, NIPD). Analisi citogenetica e molecolare mediante prelievo di materiale fetale (pre-impianto, villocentesi, amniocentesi).
Ereditarietà mendeliane atipiche
-Spiegare le modalità di espressione e le caratteristiche fondamentali dei geni soggetti ad imprinting ( regolazione in cis, distribuzione nei cromosomi) e illustrare i diversi meccanismi patogenetici di alcune patologie esemplificative (S. di Angelman, S. di Prader-Willi; S.di Beckwith-Wiedemann, S. di Silver-Russell).
- Descrivere il concetto di disomia uniparentale e i meccanismi alla base.
- Difetto genetico-epigenetico alla base della patologia e consulenza genetica.
-Conoscere le patologie genomiche e gli errori della ricombinazione che ne sono alla base.
- Conoscere le "mutazioni dinamiche/espansione di triplette" e le possibili conseguenze sul fenotipo. Classificazione delle malattie da mutazione dinamica. Sindrome dell'X-fragile e sindromi da premutazione di FMR1, malattia di Huntington, Distrofia miotonica.
Test genetici
- Conoscere il percorso e le tipologie dei test genetici e la rilevanza della consulenza genetica e della cooperazione tra genetista medico e altre figure professionali.
- Illustrare le applicazioni delle indagini molecolari per l'identificazione di mutazioni alla base di patologie genetiche sia mendeliane sia multifattoriali.
- Calcolo del rischio in consulenza genetica, casi pratici con applicazioni del teorema di Bayes e della legge di Hardy-Weinberg.
- Descrivere la variabilità del genoma umano, conoscere il concetto di polimorfismo e illustrare le principali varianti di sequenza (SNPs, microsatelliti).
- Strategie di diagnosi di malattie genetiche (diretta ed indiretta). I polimorfismi del DNA e il loro uso come marcatori genetici.
- Illustrare le potenzialità e i limiti dei test genetici mediante sequenziamento dell'esoma o di pannelli genici mediante NGS (Next Generation Sequencing).
- Spiegare l'impatto della variabilità del genoma tra gli individui nella predisposizione alle condizioni complesse e nella valutazioni delle varianti a significato sconosciuto (VUS).
Genetica dello sviluppo
- Descrivere le finalità e le tappe del processo d'inattivazione del cromosoma X ed illustrare la rilevanza del fenomeno nelle malattie genetiche X-linked. Inattivazione casuale e preferenziale (primaria e secondaria).
- Determinazione cromosomica del sesso. Indicare i principali meccanismi di determinazione del sesso e illustrare esempi di condizioni con alterata differenziazione sessuale (insensibilità agli androgeni, difetti del gene SRY, mutazioni WT1).
Predisposizione genetica al cancro
- Descrivere la differenza tra tumore sporadico, tumore familiare e tumore ereditario.
- Descrivere i tumori ereditari della mammella e dell'ovaio, e del colon-retto (Poliposi adenomatosa familiare e Sindrome di Lynch): geni, mutazioni, indagini genetiche, sorveglianza e prevenzione.