Biologia molecolare
A.A. 2022/2023
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire le conoscenze fondamentali dei meccanismi molecolari che all'interno delle cellule procariotiche ed eucariotiche regolano e sottendono il mantenimento dell'informazione genetica e il flusso dell'informazione genetica. Durante il corso verranno presentati i principali esperimenti utili al raggiungimento delle attuali conoscenze. Inoltre, quando possibile, si farà riferimento all'applicazione nel campo della biotecnologia medica delle conoscenze acquisite. Al termine del corso gli studenti avranno acquisito una buona conoscenza delle principali tecniche di biologia molecolare e la capacità di farne un corretto per la risoluzione teorica di specifici problemi biologici, ricordandosi di allestire in ogni fase sperimentale gli opportuni controlli positivi e negativi.
Risultati apprendimento attesi
Approfondita conoscenza dei principali meccanismi di biologia molecolare (replicazione, trascrizione e traduzione) e della loro regolazione.
Conoscenza delle principali tecniche di biologia molecolare utili nella ricerca di base e applicate per lo studio dei meccanismi molecolari che sottendono al corretto flusso dell'informazione genetica e al suo utilizzo.
Conoscenza delle principali tecniche di biologia molecolare utili nella ricerca di base e applicate per lo studio dei meccanismi molecolari che sottendono al corretto flusso dell'informazione genetica e al suo utilizzo.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Didattica frontale:
Macromolecole biologiche: DNA, RNA, proteine (struttura, funzione e tecniche di purificazione).
Organismi modello per gli studi di biologia molecolare.
Principali tecniche di biologia molecolare per l'analisi di DNA, RNA e proteine e per la loro manipolazione (ibridazione degli acidi nucleici, Southern, Northern, in situ hybridization, sequenziamento del DNA, PCR, SDS-PAGE, western blot, produzione di anticorpi mono e policlonali, HIC, Ip, ChIP, Analisi del trascrittoma; genome editing).
Topologia del DNA e topoisomerasi.
La condensazione della cromatina negli eucarioti: struttura dei nucleosomi e livelli superiori di condensazione.
Epigenetica: concetti di base (metilzione del DNA, modificazioni post traduzionali degli istoni e l'ipotesi dell'esistenza di un codice istonico).
Breve ripasso della trascrizione nei procarioti: struttura dell'apparato trascrizionale, dei promotori e meccanismi di regolazione. Il ciclo della trascrizione. L'operone lattosio e triptofano.
La trascrizione negli eucarioti: struttura degli apparati trascrizionali, dei promotori e meccanismi di regolazione. Particolare enfasi verrà data alla trascrizione di classe II.
Non coding RNA: sintesi e funzione.
Splicing dell'RNA: meccanismi molecolari.
La traduzione nei procarioti e negli eucarioti.
Replicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti.
Cenni sui meccanismi di insorgenza delle mutazioni e di riparazione del DNA.
Esercitazioni:
I ragazzi lavoreranno in gruppi di 4/5 studenti e svilupperanno, in modo teorico, un progetto di ricerca fino all'elaborazione di una presentazione in aula. Avranno anche modo di eseguire una tecnica di biologia molecolare in laboratorio.
Macromolecole biologiche: DNA, RNA, proteine (struttura, funzione e tecniche di purificazione).
Organismi modello per gli studi di biologia molecolare.
Principali tecniche di biologia molecolare per l'analisi di DNA, RNA e proteine e per la loro manipolazione (ibridazione degli acidi nucleici, Southern, Northern, in situ hybridization, sequenziamento del DNA, PCR, SDS-PAGE, western blot, produzione di anticorpi mono e policlonali, HIC, Ip, ChIP, Analisi del trascrittoma; genome editing).
Topologia del DNA e topoisomerasi.
La condensazione della cromatina negli eucarioti: struttura dei nucleosomi e livelli superiori di condensazione.
Epigenetica: concetti di base (metilzione del DNA, modificazioni post traduzionali degli istoni e l'ipotesi dell'esistenza di un codice istonico).
Breve ripasso della trascrizione nei procarioti: struttura dell'apparato trascrizionale, dei promotori e meccanismi di regolazione. Il ciclo della trascrizione. L'operone lattosio e triptofano.
La trascrizione negli eucarioti: struttura degli apparati trascrizionali, dei promotori e meccanismi di regolazione. Particolare enfasi verrà data alla trascrizione di classe II.
Non coding RNA: sintesi e funzione.
Splicing dell'RNA: meccanismi molecolari.
La traduzione nei procarioti e negli eucarioti.
Replicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti.
Cenni sui meccanismi di insorgenza delle mutazioni e di riparazione del DNA.
Esercitazioni:
I ragazzi lavoreranno in gruppi di 4/5 studenti e svilupperanno, in modo teorico, un progetto di ricerca fino all'elaborazione di una presentazione in aula. Avranno anche modo di eseguire una tecnica di biologia molecolare in laboratorio.
Prerequisiti
Gli studenti devono avere assolto a tutti gli obblighi di propedeuticità indicati nel piano di studi: Biologia generale e cellulare, Genetica.
Metodi didattici
Il corso è suddiviso in due parti. La prima e maggioritaria consiste di lezioni frontali, mentre nella seconda gli studenti (organizzati in piccoli gruppi di due o tre persone) svolgono in maniera indipendente un'attività di laboratorio applicando personalmente alcune delle tecniche di biologia molecolare spiegate a lezione. In tutti i momenti didattici gli studenti sono sollecitati a cercare di trovare strategie sperimentali utili a risolvere piccoli problemi scientifici o ad analizzare criticamente i risultati di alcuni esperimenti.
Il materiale didattico consistente in presentazioni in formato PDF viene reso disponibile al termine della lezione sulla piattaforma Ariel.
La frequenza dell'insegnamento è fortemente consigliata.
Il materiale didattico consistente in presentazioni in formato PDF viene reso disponibile al termine della lezione sulla piattaforma Ariel.
La frequenza dell'insegnamento è fortemente consigliata.
Materiale di riferimento
Agli studenti vengono forniti i pdf delle lezioni impartite. Ogni studente deve fare riferimento a un testo di biologia molecolare. In caso di acquisto, sono consigliati i seguenti testi:
MM Cox, Jennifer A. Doudna, MO'Donnel Biologia Molecolare principi e tecniche. Zanichelli
Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A. Levine M. Losick Biologia molecolare del gene Zanichelli.
Amaldi et al. Biologia Molecolare. Zanichelli
MM Cox, Jennifer A. Doudna, MO'Donnel Biologia Molecolare principi e tecniche. Zanichelli
Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A. Levine M. Losick Biologia molecolare del gene Zanichelli.
Amaldi et al. Biologia Molecolare. Zanichelli
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Il livello di apprendimento viene verificato solamente al termine del corso, senza alcun appello intermedio o pre-appello, mediante una prova orale. Il colloquio è generalmente organizzato in due parti. Nella prima parte allo studente vengono poste due o tre domande volte a valutare la conoscenza dei principali argomenti svolti a lezione (includendo anche le esercitazioni). In questa prima fase vengono anche valutate la proprietà del linguaggio, la capacità di organizzare un discorso lineare e, in generale, la capacità espositiva. La seconda parte del colloquio è, in genere, rivolto solamente agli studenti che hanno dimostrato una buona dimestichezza con la materia. In questa fase del colloquio viene richiesto la soluzione di un particolare problema scientifico, avvalendosi delle tecniche di biologia molecolare spiegate a lezione. Questa fase del colloquio, certamente più complessa, serve a comprendere le capacità dello studente di spaziare all'interno della biologia molecolare e dei suoi approcci metodologici facendo uso diversificato di quanto imparato a lezione. In questa fase viene anche valutata la comprensione di come deve essere impostato un esperimento corretto includendo i necessari controlli e, quando necessario, gli appropriati standard interni.
BIO/11 - BIOLOGIA MOLECOLARE - CFU: 8
Esercitazioni: 8 ore
Lezioni: 60 ore
Lezioni: 60 ore
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
Segrate, via F.lli Cervi 93
Ricevimento:
su appuntamento da concordare per e-mail
Via Adamello 16, 20139, Milano (uff. Ed13, piano 1)