D1: Conoscenza e capacità di comprensione: Al termine del corso, la studentessa/lo studente dovrà dimostrare di conoscere i meccanismi fondamentali che, all’interno delle cellule procariotiche ed eucariotiche sono essenziali per il mantenimento dell’informazione genetica e il flusso dell’informazione genetica. La studentessa/lo studente deve mostrare di conoscere i termini scientifici ed i nomi delle biomolecole chiave trattate durante le lezioni.

D2: Capacità di applicare conoscenza e comprensione: La studentessa/lo studente deve essere capace di individuare autonomamente i legami tra diversi meccanismi molecolari all’interno della cellula, anche se sono stati trattati in lezione con tematiche diverse o discussi come note aggiunte in lezioni diversi. Inoltre la studentessa/lo studente deve mostrare la capacità di collegare un meccanismo biomolecolare con una metodologia sperimentale, analitica o diagnostica.

D3: Autonomia di giudizio: al termine del corso la studentessa/lo studente deve saper integrare diverse tematiche dell’insegnamento in un visone globale dei processi molecolari, relativi alle cellule procariotiche ed eucariotica. Questa conoscenza è importante per collegare meccanismi biologici-molecolari con altri campi di ricerca biologica, come la biologia dello sviluppo, la biologia generale, il controllo dell’espressione genica, la proteomica, la genomica, etc.

D4: Abilità comunicative: al termine del corso la studentessa/lo studente deve aver la capacità di esporre in sintesi il contenuto di una tematica complessa trattata durante le lezioni, individuando i punti e le componenti chiave della suddetta tematica.

D5: Capacità di apprendimento: Basandosi sulla conoscenza ottenuta durante il coso, la studentessa/lo studente deve essere capace di apprendere con autonomia materie più complesse nel campo della biologia molecolare.

Conoscenze di base: biologia e biochimica. Il superamento degli esami di Matematica e statistica, Chimica Generale ed Inorganica e Fisica è necessario per poter sostenere qualsiasi esame del II anno o del III anno.

1. Struttura e proprietà degli acidi nucleici (DNA/RNA)
2. Complessità dei genomi procariotici ed eucariotici;
3. Struttura della cromatina
4. La replicazione del DNA
5. La riparazione del DNA
8. La ricombinazione del DNA
9. La trascrizione nei batteri ed eucarioti
10. La maturazione ed il processamento dell’RNA
11. Il controllo dell’espressione genica nei procarioti
12. Il controllo dell’espressione genica negli eucarioti
13. La traduzione ed il codice genetico

Watson, Biologia molecolare del gene; Zanichelli, Moodle federato

1. Struttura e proprietà degli acidi nucleici: struttura del DNA, stabilità del DNA, cinetiche di rinaturazione del DNA, topologia del DNA, topoisomerasi, struttura dell’ RNA, funzioni dell’RNA.
2. Struttura e complessità dei genomi procariotici ed eucariotici, il paradosso C, "pervasive transcription"
3. La cromatina: grandezza dei genomi, organizzazione dei genomi, istoni, nucleosomi, livelli di condensazione della cromatina, modificazioni post-traduzionali degli istoni, il codice istonico
4. La replicazione del DNA: il meccanismo della replicazione, la chimica della sintesi del DNA, i meccanismi d’azione della DNA pol, la forca replicativa, le diverse DNA pol, le origini della replicazione, la formazione del complesso di inizio, la terminazione della replicazione.
5. Gli eventi che modificano i genomi: gli errori di replicazione e loro riparazione, i danni al DNA, la riparazione del DNA danneggiato.
6. La ricombinazione omologa, e sito specifica e gli elementi trasponibili. Diversi modelli per la ricombinazione omologa, meccanismi molecolari della ricombinazione omologa, ricombinazione omologa negli eucarioti. La ricombinazione sito-specifica e la trasposizione del DNA: ricombinazione conservativa sito-specifica, Cre-lox, KO genico, ricombinazione fago lambda, le classi degli elementi trasponibili, esempi di elementi trasponibili e loro regolazione (Tn10, retrotrasposoni con e senza LTR , LINE, SINE, ricombinazione V(D)J).
7. La trascrizione: la trascrizione nei batteri, RNA polimerasi batterica, promotori batterici, la correzione, terminazione, la trascrizione negli eucarioti, RNA pol eucariotiche, promotori eucariotici.
8. La maturazione ed il processamento dell’RNA: capping, splicing (chimica dello splicing, macchinario dello spliceosoma, splicing alternativo), RNA editing, poliadenilazione, trasporto dell’RNA.
9. Il controllo dell’espressione genica nei procarioti: principi della regolazione trascrizionale, l’esempio dell’operone del lattosio, del triptofano e della regolazione del fago lambda.
10. Il controllo dell’espressione genica negli eucarioti: livelli di controllo, regolazione trascrizionale, elementi di controllo, attivatori trascrizionali, esempi di meccanismi di regolazione trascrizionale, regolazione post-trascrizionale, splicing, localizzazione dell’mRNA, decadimento dell’ mRNA.
11. La traduzione: il codice genetico, mRNA, tRNA, il legame degli amminoacidi al tRNA, il ribosoma, inizio della traduzione, allungamento e terminazione della traduzione nei procarioti e negli eucarioti.

Lezioni frontali corredate da diapositive che illustrano sequenzialmente i contenuti del corso e che saranno messe a disposizione degli studenti.
Strumenti a supporto della didattica: Videoproiettore e computer portatile per presentazioni in PowerPoint; metodi didattici interattivi con uso della piattaforma Moodle federato (didattica blended): dispostivi mostrati in classe, film tematici, audio-registrazioni, forum interattivo dove studenti possono condividere domande e risposte

Docente: Guidalberto Manfioletti e-mail: manfiole@units.it Studio: ed. Q, II piano stanza 209

Le modalità di verifica vengono spiegate dal docente agli studenti durante la presentazione del corso nella prima lezione ed anche alla fine del corso quando vengono discusse alcune domande prese da testi di esame. Esame scritto. L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencato nel programma “192SM-3 - BIOLOGIA MOLECOLARE” e trattati durante le lezioni frontali in aula. Il voto viene espresso in trentesimi. Una votazione inferiore a 18/30 è considerata non sufficiente. Durante lo scritto non si possono portare in aula libri di alcun tipo, appunti di corso o dispositivi elettronici. L’esame scritto è articolato in 10 domande “brevi” e 5 domande “aperte” - Le domande brevi possono essere domande a risposta multipla, domande con risposta breve, domande che richiedono il disegno di semplici schemi o una descrizione di immagini con riferimento a tematiche trattate durante la lezione. Il valore in punti predefinito per una risposta corretta è 1,5. - Per le domande aperte viene richiesto un discorso con lunghezza di 15-20 righe su una area tematica trattata durante le lezioni. Una domanda aperta può anche essere sostituta da una domanda che richiede la descrizione di una strategia sperimentale o la soluzione di un problema scientifico. Il valore in punti predefinito per una risposta corretta è 3. Gli studenti verranno informati tramite e-mail quando la valutazione è disponibile on-line. È possibile rifiutare il voto entro una settimana dalla pubblicazione degli esiti attraverso una modalità indicata nell’e-mail mandata dal docente. Eventuali cambiamenti alle modalità qui descritte, che si rendessero necessari per garantire l'applicazione dei protocolli di sicurezza legati ad eventuali situazioni emergenziali saranno comunicati nel sito web di Dipartimento, del Corso di Studio e dell’insegnamento. Gli studenti con necessita' speciali di espletamento esame (per esempio certificati di DSA e disabilita') devono informare prontamente il docente e l'ufficio di ateneo (disabilita.dsa@units.it) all'inizio del corso per poter meglio pianificare i metodi di valutazione dell'apprendimento.