Biologia e genetica i anno

1. Le caratteristiche fondamentali della materia vivente; La cellula come unità strutturale e funzionale della materia vivente, classificazione delle cellule in procariotiche ed eucariotiche e principali differenze strutturali tra di esse.
2. Adattamento dei diversi organismi all'ambiente come risultato di un processo di selezione naturale esercitato su un ventaglio di modificazioni dell'informazione trasmesse da una generazione all'altra.
3. La cellula come entità costituita da un elevatissimo numero di macromolecole, piccole molecole e ioni, che interagiscono fra di loro per dar origine alle strutture cellulari; ruolo dei legami deboli (attrazioni elettrostatiche, forze di van der Waals, legami a idrogeno) nell'instaurarsi di interazioni tra molecole
4. Il flusso di informazione all'interno della cellula e da una generazione all'altra; trasformazione dell'informazione lineare contenuta nella sequenza nucleotidica del DNA nell'informazione tridimensionale delle proteine e degliRNA; modulazione della funzione biologica delle proteine in risposta a segnali intra- o extracellulari attraverso modificazioni della loro struttura tridimensionale
5. Ruolo di domini, moduli and motivi nella struttura/funzione delle proteine.
6. Rolo di proteine o regioni proteiche intrinsecamente disordinate nell'assemblaggio di condensati biomolecolari basati sulla separazione di fasi liquide
7. Gli esperimenti che hanno permesso di identificare il DNA come composto chimico depositario dell'informazione genetica
8. Rapporti tra struttura e funzione del DNA; denaturazione e rinaturazione del DNA; composizione in basi del DNA, il suo contenuto di informazione e la sua organizzazione; i fenomeni alla base dell'ibridazione degli acidi nucleici.
9. Relazione tra contenuto di DNA e complessità degli organismi; la suddivisione dell'informazione genetica tra più molecole di DNA (cromosomi) negli organismi eucariotici
10. Il compattamento del DNA nel nucleo delle cellule eucariotiche; l'organizzazione e i diversi livelli di condensazione della cromatina.
11. Ruolo biologico della replicazione del DNA; l'esperimento di Meselson e Stahl.
12. La replicazione semiconservativa: le diverse componenti proteiche coinvolte nella replicazione, i processi che si svolgono a livello del filamento anticipato e del filamento ritardato della forca replicativa; il ruolo delle telomerasi; i meccanismi che assicurano la fedeltà della replicazione da parte della DNA polimerasi.
13. Le applicazioni biotecnologiche della replicazione del DNA: reazione a catena della polimerasi (PCR) e sequenziamento
14. Il DNA: suddivisione in unità discrete (geni) che specificano la struttura di singole macromolecole (RNA o proteine); differenze strutturali tra i geni procariotici ed i geni eucariotici.
15. La diversa organizzazione del genoma nei procarioti e negli eucarioti e l'organizzazione delle sequenze ripetute nel genoma eucariotico; concetto di famiglia genica e di pseudogene.
16. I tipi di RNA presenti nelle cellule e loro differenze rispetto al DNA per quanto riguarda le dimensioni molecolari, la stabilità chimica e metabolica e la funzione biologica.
17. Il meccanismo della sintesi degli RNA (trascrizione) e il ruolo delle diverse RNA polimerasi nella trascrizione dei geni nelle cellule eucariotiche.
18. I processi di maturazione dei trascritti primari degli RNA, con particolare riguardo allo splicing, al capping e alla poliadenilazione degli RNA messaggeri eucariotici; esempi di splicing alternativo di trascritti primari che originano proteine parzialmente diverse.
19. La decifrazione del codice genetico: caratteristiche generali e implicazioni biologiche.
20. La sintesi proteica, con riferimento alla strategia di polimerizzazione degli amminoacidi, al sistema di abbinamento fra amminoacidi e codon sull'RNA messaggero, ed alla fonte dell'energia necessaria alla formazione dei legami peptidici; funzione biologica delle amminoacil-tRNA-sintetasi.
21. Il ruolo biologico e la struttura dei ribosomi: le differenze tra ribosomi procariotici, eucariotici; diversa sensibilità ad antibiotici che inibiscono la sintesi delle proteine e loro possibili applicazioni terapeutiche.
22. Le diverse fasi del processo di sintesi delle proteine (traduzione); modalità di riconoscimento codon-anticodon; l'accuratezza del processo in assenza di proofreading.
23. Modificazioni post-traduzionali delle catene polipeptidiche e sede cellulare nella quale si verificano; traffico di proteine tra i diversi compartimenti cellulari e principali meccanismi di smistamento delle catene polipeptidiche verso sedi intracellulari, di membrana o extracellulari.
24. Ruolo dell'ubiquitinazione nella degradazione delle proteine e in altre modificazioni funzionali di proteine
25. Regolazione dell'espressione genica (regolazione della sintesi proteica), e diversi livelli a cui essa può verificarsi: diverso significato biologico che essa assume nelle cellule procariotiche e negli organismi eucariotici pluricellulari.
26. Meccanismo di regolazione a livello della trascrizione basato sull'interazione tra specifiche sequenze di basi presenti sul DNA (elementi in cis) e specifiche proteine che esercitano un controllo positivo o negativo sulla trascrizione (fattori in trans): sistemi procariotici modello, inducibili e reprimibili.
27. La regolazione della trascrizione nelle cellule eucariotiche come risultato della cooperazione di molti elementi in cis e fattori in trans, che modulano sia il livello della trascrizione, sia la tessuto-specificità; relazione dello stato di condensazione della cromatina e del grado di metilazione del DNA con l'espressione dei geni nelle cellule eucariotiche.
28. Meccanismi post-trascrizionali di regolazione dell'espressione genica, con particolare riferimento al ruolo dei microRNA (miRNA)
29. Meccanismi di fissione, fusione e traffico di membrane alla base della via secretoria e della endocitosi
30. Meccanismi di base dell'apoptosi
31. La comunicazione tra cellule negli organismi pluricellulari, lo scambio di segnali chimici ad azione autocrina, paracrina o endocrina.
32. I meccanismi di trasduzione del segnale all'interno delle cellule ed illustrare il ruolo centrale svolto in questi processi da protein chinasi e protein fosfatasi, G-protein, proteine adattatrici e scaffold, secondi messaggeri.
33. Ciclo cellulare eucariotico e i principali eventi metabolici e citologici che caratterizzano le sue fasi.
34. Il controllo della progressione lungo il ciclo cellulare (controllo della crescita e proliferazione cellulare) come risultato dell'interazione tra segnali extracellulari, meccanismi intracellulari e sistemi di rilevazione e risposta a errori nel ciclo (checkpoint)
35. Le mutazioni e alterazioni epigenetiche che colpiscano i geni per i diversi controllori positivi (protooncogeni) o negativi (oncosoppresori) del ciclo cellulare e della proliferazione alla base della tumorigenesi.
36. Il differenziamento cellulare come espressione differenziale di un unico patrimonio genetico comune a tutte le cellule di un organismo.
37. I virus: classificazione in base al tipo di acido nucleico e al tipo di cellula infettata; i virus come parassiti genetici obbligati; meccanismi attraverso cui i virus oncogeni possono alterare i meccanismi di regolazione della proliferazione cellulare.
38. I prioni e loro meccanismo d'azione nelle malattie neurologiche trasmissibili
39. I principi e le tecnologie dell'ingegneria genetica (enzimi di restrizione, vettori, Southern blotting, PCR) come mezzo per l'solamento e lo studio dei geni.
40. Le tecniche utilizzate per la produzione di proteine ricombinanti in cellule batteriche, animali e vegetali (cDNA, vettori di espressione, metodi di introduzione in cellule).
41. Esempi di applicazione medico-farmaceutica dell'ingegneria genetica e basi biologiche della terapia genica.