BIOLOGIA MOLECOLARE
Anno accademico 2026/2027 - Docente: ANGELA ANNA MESSINARisultati di apprendimento attesi
Agli studenti verranno impartite informazioni sulla struttura degli acidi nucleici, sul flusso dell’informazione genetica e sulla regolazione genica. Gli argomenti verranno affrontati e approfonditi allo scopo di comprendere i meccanismi molecolari alla base della replicazione, della trascrizione e della traduzione del genoma eucariotico e procariotico nonché i meccanismi di regolazione dell’espressione genica. Verranno inoltre forniti approfondimenti di carattere tecnico riguardanti alcune delle metodologie più utilizzate nell'analisi degli acidi nucleici, delle proteine e dell'espressione genica. Al termine del corso, lo studente conoscerà la struttura e l’organizzazione del del DNA genomico nonché delle diverse tipologie di RNA cellulari, comprenderà inoltre i principali meccanismi molecolari di regolazione dell'espressione genica e delle modificazioni della cromatina, i meccanismi di riparazione e le principali metodologie sperimentali di analisi degli acidi nucleici e delle proteine.
- Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente sarà in grado di interpretare dati derivanti da esperimenti classici e moderni di biologia molecolare. Sarà inoltre in grado di comprendere i principi applicativi delle tecniche fondamentali di biologia molecolare (PCR, elettroforesi, clonaggio molecolare, sequenziamento del DNA). Acquisirà abilità nel collegare le alterazioni molecolari ai relativi effetti fenotipici o patologici.
- Autonomia di giudizio
Lo studente sarà capace di analizzare criticamente semplici articoli scientifici di settore, oltre a saper trarre conclusioni autonome a partire da dati estrapolati da banche dati biologiche.
- Abilità comunicative
Lo studente saprà esporre con chiarezza, sia oralmente che per iscritto, i concetti e i meccanismi trattati nel corso utilizzando un linguaggio scientifico appropriato e preciso.
- Capacità di apprendimento
Lo studente avrà sviluppato le competenze necessarie per: aggiornare autonomamente le proprie conoscenze nel campo della biologia molecolare, maturando la capacità di procedere autonomamente alla consultazione della letteratura scientifica e all’interrogazione di database di riferimento. Lo studente avrà anche acquisito le basi cognitive necessarie per accedere a lauree magistrali del settore e/o affini o a percorsi di formazione superiore.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
L’insegnamento verrà svolto mediante lezioni frontali supportate da presentazioni power-point.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto.
Prerequisiti richiesti
E' indispensabile che lo studente abbia superato l'esame di Biochimica del CdS.
Frequenza lezioni
La frequenza del corso è obbligatoria nella misura prevista dal regolamento del corso di studi. Ai fini della partecipazione alle prove in itinere previste durante il corso di lezioni, si richiede una frequenza pari all’80%.
Contenuti del corso
La struttura del DNA – conformazioni tautomeriche delle basi – le conformazioni della doppia elica – la topologia del DNA. La struttura dell’RNA – classi di RNA. L’organizzazione del DNA nella cellula – i genomi procariotici ed eucariotici – elementi strutturali dei cromosomi – il nucleosoma – gli istoni – aspetti molecolari della duplicazione e della segregazione cromosomale. La replicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti – le DNA polimerasi batteriche ed eucariotiche. Mutazione e riparazione del DNA. La trascrizione nei batteri e negli eucarioti – le RNA polimerasi. Maturazione dell’RNA – lo splicing – cenni di splicing alternativo. Il codice genetico. La sintesi proteica nei procarioti e negli eucarioti – classi di RNA coinvolte nella traduzione – il ribosoma - fasi della traduzione – Cenni di egolazione dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti. Principali tecniche di biologia molecolare: l’elettroforesi di macromolecole biologiche – sonde d’ibridazione – il clonaggio genico – le librerie: genomiche e a DNA – la PCR – il sequenziamento.
Testi di riferimento
1) "Fondamenti di biologia molecolare", Lizabeth A. Allison, Zanichelli editore;
2) Biologia molecolare, principi e tecniche”, M Cox, ed. Zanichelli
3) Watson, J.D. et al., Biologia Molecolare del gene VIII ed., Zanichelli 2022
4) I principi di biochimica del Lenhinger, ed. Zanichelli.
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | La struttura del DNA e dell’RNA: denaturazione e rinaturazione - struttura secondaria - topologia – le topoisomerasi | “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et |
| 2 | Organizzazione del genoma procariotico | “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et |
| 3 | Organizzazione dei genomi eucariotici: sequenze uniche e ripetute - esoni ed introni - livelli strutturali della cromatina (dal nucleosoma al cromosoma) e sua regolazione – assemblaggio dei nucleosomi - Duplicazione e segregazione dei cromosomi | “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et |
| 4 | Replicazione del DNA: le DNA polimerasi - meccanismi della sintesi discontinua del DNA – selezione delle origini - terminazione della replicazione - differenze fra procarioti ed eucarioti | “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et |
| 5 | Mutabilità e riparazione: i danni al DNA e i principali meccanismi di riparazione | “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et |
| 6 | La trascrizione: le RNA polimerasi – la trascrizione nei procarioti – la trascrizione negli eucarioti - modalità di controllo della trascrizione - trasporto dell’RNA | “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et |
| 7 | Lo splicing dell’RNA: la reazione di splicing – lo spliceosoma – lo splicing alternativo | “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et |
| 8 | La traduzione: gli RNA messaggeri – gli RNA transfer (struttura e basi modificate) – le amminoacil-tRNA sintetasi – il ribosoma – inizio della traduzione – allungamento – terminazione – i fattori di trascrizione - differenze fra eucarioti e procarioti | “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et |
| 9 | Il codice genetico: la degenerazione – l’universalità – mutazioni puntiformi – mutazioni soppressore | “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et |
| 10 | Principali meccanismi di regolazione dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti | “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et |
| 11 | Principali tecniche di biologia molecolare | “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Prevista una prova scritta preselettiva per poter accedere all'esame orale. Previste prove in itinere.
Per chi ha DSA o disabilità certificate dal CINAP che possono condizionare l'apprendimento (ad esempio daltonismo, ipovisione, ipoudito, dislessia o disabilità fisica), si invita a prendere contatto con i docenti in modo da concordare il materiale didattico e le modalità di verifica dell’apprendimento.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
- Replicazione del DNA in eucarioti e procarioti
- Caratteristiche delle DNA polimerasi in procarioti e eucarioti
- Telomerasi
- Caratteristiche dei vari RNA cellulari e loro abbondanza
- RNA polimerasi eucariotiche e procariotiche
- Processo di trascrizione in procarioti ed eucarioti
- Splicing intronico
- Sintesi proteica in procarioti e eucarioti
- PCR
- Sequenziamento del DNA