Biologia molecolare
A.A. 2023/2024
Obiettivi formativi
ll corso si propone di fornire le conoscenze fondamentali dei meccanismi molecolari che all'interno delle cellule procariotiche ed eucariotiche regolano e sottendono il mantenimento 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 uso per la risoluzione teorica di specifici problemi biologici.
Risultati apprendimento attesi
Approfondita conoscenza dei principali meccanismi di biologia molecolare (replicazione, trascrizione, maturazione dei trascritti, traduzione e riparazione) e della loro regolazione.
Conoscenza delle principali tecniche di biologia molecolare utili nella ricerca di base e applicata per lo studio dei meccanismi molecolari che sottendono al corretto flusso dell'informazione genetica e al suo utilizzo.
Capacità di progettare correttamente semplici esperimenti di biologia molecolare e cellulare includendo sempre i corretti controlli positivi e negativi.
Capacità di esporre con un linguaggio scientificamente corretto e chiaro le proprie conoscenze.
Conoscenza delle principali tecniche di biologia molecolare utili nella ricerca di base e applicata per lo studio dei meccanismi molecolari che sottendono al corretto flusso dell'informazione genetica e al suo utilizzo.
Capacità di progettare correttamente semplici esperimenti di biologia molecolare e cellulare includendo sempre i corretti controlli positivi e negativi.
Capacità di esporre con un linguaggio scientificamente corretto e chiaro le proprie conoscenze.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
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 e Western blot, ibridazione in situ, sequenziamento del DNA, PCR, 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 (metilazione del DNA, modificazioni post-traduzionali degli istoni e l'ipotesi dell'esistenza di un codice istonico). Importanza dell'epigenetica nella salute umana.
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.
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 e Western blot, ibridazione in situ, sequenziamento del DNA, PCR, 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 (metilazione del DNA, modificazioni post-traduzionali degli istoni e l'ipotesi dell'esistenza di un codice istonico). Importanza dell'epigenetica nella salute umana.
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.
Prerequisiti
Gli studenti devono avere assolto a tutti gli obblighi di propedeuticità indicati nel piano di studi: Biologia generale e cellulare, Genetica.
Metodi didattici
La maggior parte del corso consiste di lezioni frontali. Durante le lezioni, 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 e viene reso disponibile al termine della lezione sulla piattaforma Ariel.
La frequenza dell'insegnamento è fortemente consigliata.
Nella parte di esercitazioni, gli studenti vengono suddivisi in piccoli gruppi cui viene assegnato il compito di impostare le procedure sperimentali utili a risolvere uno specifico problema scientifico collegato alle tematiche spiegate a lezione.
Il materiale didattico consistente in presentazioni in formato PDF e viene reso disponibile al termine della lezione sulla piattaforma Ariel.
La frequenza dell'insegnamento è fortemente consigliata.
Nella parte di esercitazioni, gli studenti vengono suddivisi in piccoli gruppi cui viene assegnato il compito di impostare le procedure sperimentali utili a risolvere uno specifico problema scientifico collegato alle tematiche spiegate a lezione.
Materiale di riferimento
Gli studenti dovranno studiare su almeno un libro di testo di biologia molecolare.
I docenti consigliano uno dei seguenti testi (indicati in ordine casuale):
1. G. Capranico, E. Martegani, G. Musci, G. Raugei, T. Russo, N. Zambrano, V. Zappavigna Biologia Molecolare. Edito da EdiSES
2. Watson et al. Biologia molecolare del gene. Edito da Zanichelli
3. L. Allison Fondamenti di Bioologia molecolare. Edito da Zanichelli
I docenti consigliano uno dei seguenti testi (indicati in ordine casuale):
1. G. Capranico, E. Martegani, G. Musci, G. Raugei, T. Russo, N. Zambrano, V. Zappavigna Biologia Molecolare. Edito da EdiSES
2. Watson et al. Biologia molecolare del gene. Edito da Zanichelli
3. L. Allison Fondamenti di Bioologia molecolare. Edito da 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. I primi due appelli consistono in una prova scritta in cui gli studenti devono rispondere a delle domande a risposta multipla o con brevi risposte. Negli appelli successivi l'esame è 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
Docenti:
Frasca Angelisa, Landsberger Nicoletta
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
Segrate, via F.lli Cervi 93