Gli obiettivi del corso seguono i Descrittori di Dublino e sono quelli di fornire agli studenti:

D1) Conoscenza e capacità di comprensione su aspetti specifici della biologia molecolare, ed in particolare:
- conoscere i meccanismi fondamentali che, all’interno delle cellule procariotiche ed eucariotiche sono essenziali per il mantenimento dell’informazione e il flusso dell’informazione genetica

D2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione, ed in particolare:
- comprendere aspetti fondamentali della biologia molecolare e saperli applicare per la comprensione di argomenti trattati da successivi corsi (es. Farmacogenetica)
- conoscere le applicazioni sperimentali di alcune tecniche di biologia molecolare (PCR, enzimi di restrizione, clonaggio e doping di geni, analisi dell’organizzazione genica) e sapere come e quando applicarle anche contesti complessi
- saper correlare le conoscenze ottenute a processi fisiologici, patogenici o farmacologici che si incontreranno in successivi corsi, o in contesti di ricerca, durante l'internato sperimentale, eventuale dottorato o nell'R&D

D3) Autonomia di giudizio: acquisire la capacità di utilizzare le nozioni apprese per valutare e comprendere nuovi e più complessi aspetti della biologia molecolare, anche integrandole con informazioni acquisite in altri corsi

D4) Abilità comunicative: acquisire la capacità di formulare domande e risposte su aspetti anche complessi della biologia molecolare, in modo chiaro e succinto, durante il corso, in successivi corsi, nell'ambito delle scuole di dottorato pertinenti, e nel mondo del lavoro.

D5) Capacità di apprendimento: di applicare le nozioni apprese per ottenere nuove conoscenze, con l'utilizzo di strumenti quali libri di testo e bibliografia specifica, quando richiesto in successivi corsi (es, farmacologia e farmacogenetica), durante l'internato sperimentale, in eventuali corsi di dottorato pertinenti e nel mondo del lavoro.

Il corso richiede la conoscenza di aspetti chimici, biochimici, biologici e fisiologici.

Sono particolarmente utili a questo corso i precedenti corsi di Biologia (1° anno), Chimica organica (2° anno), Biochimica e Biochimica Applicata I (2° anno, propedeutico) e Fisiologia (2° anno).

Il corso è diviso in due moduli con diversi docenti
MODULO DI BIOLOGIA MOLECOLARE (Docente Chiara Collesi, 5 cfu)
1) ORGANIZZAZIONE DEI GENOMI. Anatomia del genoma umano e di organismi procariotici. Anatomia del gene.
2) REPLICAZIONE DEL DNA. Replicazione semiconservativa del DNA; Caratteristiche della forca replicativa. Topologia della replicazione del DNA. Repliconi. Metodi di riparazione in procarioti ed eucarioti. Origini di replicazione e proteine del complesso di pre-replicazione. Regolazione della replicazione del DNA nel ciclo cellulare. Telomeri e invecchiamento.
3) LA TRASCRIZIONE IN PROCARIOTI ED EUCARIOTI. mRNAs policistronici. Terminatori intrinseci e Rho dipendenti. Regolazione dell’espressione genica nei procarioti. Struttura dei Promotori eucariotici. RNA polimerasi. Fattori generali e specifici di trascrizione. Processamento del mRNA.
4) LA REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI-EPIGENETICA. Proteine che legano il DNA negli eucarioti. Istoni. Modificazioni post-traduzionali. Codice istonico. Meccanismi molecolari di rimodellamento della cromatina. Metilazione del DNA nel differenziamento e nello sviluppo. Clonazione animale, ES, iPS.
5) SILENCING. microRNA e regolazione dell'espressione genica: biogenesi e meccanismo di azione. Silenziamento genico. Esempi di applicazioni traslazionali.
6) TECNICHE DI BIOLOGIA MOLECOLARE E BIOTECNOLOGIE Clonaggio del DNA; Enzimi di restrizione. PCR e real-time PCR.
I contenuti dell’insegnamento sono coerenti con gli obiettivi formativi così come riportati all’Articolo 4 e Allegato C del Regolamento Didattico del Corso di Studi

Alberts et al., "L'essenziale della biologia molecolare della cellula" Zanichelli 4° Ed.
Brown“Biotecnologie molecolari”1°ed. Italiana, Zanichelli

Dettagli sui libri di testo e sulla loro locazione in biblioteca e disponibilità in libreria sono disponibili sul sito moodle del corso

Il corso è diviso in due moduli con diversi docenti

MODULO DI BIOLOGIA MOLECOLARE (Docente Chiara Collesi, 5 cfu)
1) ORGANIZZAZIONE DEI GENOMI. Anatomia del genoma umano e di organismi procariotici. Anatomia del gene.
2) REPLICAZIONE DEL DNA. Replicazione semiconservativa del DNA; Caratteristiche della forca replicativa. Topologia della replicazione del DNA. Repliconi. Metodi di riparazione in procarioti ed eucarioti. Origini di replicazione e proteine del complesso di pre-replicazione. Regolazione della replicazione del DNA nel ciclo cellulare. Telomeri e invecchiamento.
3) LA TRASCRIZIONE IN PROCARIOTI ED EUCARIOTI. mRNAs policistronici. Terminatori intrinseci e Rho dipendenti. Regolazione dell’espressione genica nei procarioti. Struttura dei Promotori eucariotici. RNA polimerasi. Fattori generali e specifici di trascrizione. Processamento del mRNA.
4) LA REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI-EPIGENETICA. Proteine che legano il DNA negli eucarioti. Istoni. Modificazioni post-traduzionali. Codice istonico. Meccanismi molecolari di rimodellamento della cromatina. Metilazione del DNA nel differenziamento e nello sviluppo. Clonazione animale, ES, iPS.
5) SILENCING. microRNA e regolazione dell'espressione genica: biogenesi e meccanismo di azione. Silenziamento genico. Esempi di applicazioni traslazionali.
6) TECNICHE DI BIOLOGIA MOLECOLARE E BIOTECNOLOGIE Clonaggio del DNA; Enzimi di restrizione. PCR e real-time PCR.

- Lezioni con presentazione powerpoint.

- Moduli teorici su diverse tecniche sperimentali.

- Disponibilità delle presentazioni powerpoint di tutte le lezioni, di animazioni ed altro materiale sulla pagina Moodle del corso.

- Quiz interattivi di verifica disponibili su Moodle

- Visite a laboratori di biologia molecolare
Eventuali cambiamenti alle modalità qui descritte, che si rendessero necessari per garantire l'applicazione dei protocolli di sicurezza legati a eventuali situazioni emergenziali, saranno comunicati nel sito web di Dipartimento, del Corso di Studio e dell'insegnamento.

Il corso di Biochimica e Biochimica Applicata I (2° anno) è propedeutico per questo corso.
Il docente può essere contattato via email all'indirizzo ccollesi@units.it

Le prove in Biologia Molecolare e Biochimica Avanzata vengono svolte in modo congiunto. Lo studente puo’ scegliere di svolgere entrambe le prove nella stessa data o separatamente. Il voto complessivo derivera’ dalla media ponderata delle prove di Biologia Molecolare e Biochimica Avanzata.
La prova di Biologia Molecolare consiste in 4 domande con una durata di 1 ora e 45 minuti (insieme alla prova di Biochimica Avanzata, 1 ora e 15 minuti, l’esame complessivo dura 3 ore).

- La prima domanda è a scelta multipla: 18 quesiti di biologia molecolare (10 punti).

- La domanda 2 è aperta (8 punti)

- La domanda 3 è aperta (8 punti)

- La domanda 4 prevede una risposta breve, sintetica, su una tecnica o un’applicazione di una tecnica. (4 punti)

Il voto complessivo è la somma dei voti per le singole domande

Le ultime lezioni del corso sono dedicate all'esame. Sono disponibili sul sito Moodle del corso esempi di esami.
Il punteggio della prova d’esame è attribuito mediante un voto espresso in trentesimi sulla base dei seguenti criteri:
-Eccellente (30-30 e lode): ottima conoscenza degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, ottima capacità analitica; lo/la studente/essa è in grado di applicare brillantemente le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Molto buono (27-29): buona conoscenza degli argomenti, notevole proprietà di linguaggio, buona capacità analitica; lo/la studente/essa è in grado di applicare correttamente le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Buono (24-26): buona conoscenza dei principali argomenti, discreta proprietà di linguaggio; lo/la studente/essa mostra una adeguata capacità di applicare le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Soddisfacente (21-23): lo/la studente/essa non mostra piena padronanza degli argomenti principali dell'insegnamento, pur possedendone le conoscenze fondamentali; mostra comunque soddisfacente proprietà di linguaggio e sufficiente capacità di applicare le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Sufficiente (18-20): minima conoscenza degli argomenti principali dell'insegnamento e del linguaggio tecnico, limitata capacità di applicare in modo adeguato le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Insufficiente (<18): lo/la studente/essa non possiede una conoscenza accettabile dei contenuti dei diversi argomenti del programma.
Eventuali cambiamenti alle modalità qui descritte, che si rendessero necessari per garantire l'applicazione dei protocolli di sicurezza legati a eventuali situazioni emergenziali, saranno comunicati nel sito web di Dipartimento, del Corso di Studio e dell'insegnamento.

Questo insegnamento non approfondisce argomenti strettamente connessi a uno o più obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite.