Obiettivi Formativi

L'obiettivo del corso è di fornire gli strumenti didattici per comprendere l'architettura del genoma, gli elementi che lo compongono, il loro funzionamento e le modalità di insorgenza delle malattie genetiche. Scopo principale è far arrivare lo studente ad un grado di conoscenza generale delle Unità di Didattica presentate. Un grado di conoscenza particolareggiata verrà perseguito per i concetti di variabilità ed ereditarietà genetica, i rapporti struttura-funzione delle mutazioni geniche, penetranza ed espressività di caratteri normali e patologici, e determinanti genetici di malattie. Obiettivo è presentare tecniche di biologia e genetica, utilizzate correntemente in clinica, in diagnostica molecolare e in medicina forense.

Learning Goals

The aim of the course is to provide students with educational tools for understanding genome elements and genome architecture and their associated functions in the development of genetic diseases. The goal is to get students to a degree of general knowledge of all the presented Teaching Units. Detailed knowledge will be pursued for the concepts of variability and genetic inheritance, gene mutation structure-function relationship, penetrance and expressiveness of normal and pathological characters, and genetic risk factors for diseases. An additional aim is to teach students the main techniques in biology and genetics, as currently used in clinical practice, molecular diagnostics and forensic medicine.

Metodi didattici

Lezioni di didattica frontale verranno erogate con il sussidio di videoproiettori e presentazioni PowerPoint. Alcune lezioni potranno essere svolte in laboratorio.

Teaching Methods

Lectures will be presented utilizing PowerPoint presentations and video projectors. Specific topics may be treated in a research/diagnostic laboratory.

Prerequisiti

Sono necessarie conoscenze di base di biologia cellulare e molecolare. È utile che lo studente abbia familiarità con la terminologia tecnica di biologia molecolare.

Prerequisites

Basic knowledge of molecular and cellular biology is required. It is useful for the students to be familiar with the technical terms of molecular biology.

Verifiche dell'apprendimento

Esame orale.

Assessment

Oral exam.

Programma del Corso

Struttura del genoma, marcatori molecolari, mappa fisica dei cromosomi umani, sequenziamento del genoma. Meccanica cromosomica e significato genetico della meiosi. Cariotipo normale. Inattivazione del cromosoma X. Determinazione cromosomica del sesso. Significato degli esperimenti di Mendel. Alleli wild-type e mutati, omozigosi ed eterozigosi, dominanza e recessività. Eredità Mendeliana ed esempi di ereditarietà monofattoriale. Eredità di geni localizzati su cromosomi diversi, sugli autosomi e sul cromosoma X. Ricombinazione di geni associati allo stesso cromosoma e mappe geniche. Marcatori cromosomici, unità Morgan. Rapporto meccanicistico fra genotipo e fenotipo. Interazioni fra alleli e fra geni. Epistasi, penetranza ed espressività. Equilibrio di Hardy-Weinberg. Mutazioni geniche puntiformi, sostituzioni, frameshift, mutazioni neutre e silenti. Crossing-over ineguale, delezioni e duplicazioni geniche. Alterazioni cromosomiche e genomiche e loro effetto fenotipico. Ricombinazione, riparo e conversione genica. Mutazioni somatiche e mosaicismo. Esempi di mutazioni autosomiche recessive e dominanti. Esempi di mutazioni X-linked. Esempi di amplificazione di triplette di basi e anticipazione genica. Regolazione epigenetica dell espressione genica; impatto dell ambiente. Eredità epigenetica. Fitness riproduttiva, polimorfismo bilanciato e vantaggio delleterozigote. Variazioni della frequenza degli alleli, dei genotipi e dei fenotipi responsabili di malattie ereditarie nelle popolazioni umane. Espressione genica e sviluppo dell organismo. Meccanismi di sviluppo di malattie genetiche. Albero genealogico e analisi della trasmissione familiare di malattia. Genetica di malattie neoplastiche; interazione con stile di vita e ambiente. Genetica di malattie cardiovascolari; interazione con stile di vita e ambiente. Implicazioni etiche e legali dei test genetici. Analisi genomica di fattori di rischio di malattia. Strumenti dellingegneria genetica. Clonazione genica. Terapia genica.

Course Syllabus

Structure of the genome, molecular markers, physical map of the human chromosomes, genome sequencing. Chromosomal mechanics and genetic significance of meiosis. Normal karyotype. X chromosome inactivation Chromosomal determination of sex. The meaning of Mendel's experiments. Wild-type and mutated alleles, homozygosity and heterozygosity, dominance and recessiveness. Mendelian inheritance and examples of monofactorial inheritance. Inheritance of genes located on different chromosomes, autosomes, and X chromosome. Recombination of genes associated with the same chromosome and gene maps. Chromosomal markers, Morgan units. Interactions between alleles and between genes. Mechanistic relationship between genotype and phenotype. Epistasis, penetrance and expressivity. Hardy-Weinberg equation. Point-like gene mutations, substitutions, frameshift, neutral and silent mutations. Crossing-over unequal, genetic deletions and duplications. Chromosomal and genomic alterations and their phenotypic effect. DNA recombination, repair and gene conversion. Somatic mutations and mosaicism. Examples of recessive and dominant autosomal mutations. Examples of X linked mutations. Examples of base triplet amplification and gene anticipation. Epigenetic regulation of gene expression; impact of environmental exposure. Epigenetic inheritance. Reproductive fitness, balanced polymorphism and heterozygous advantage. Variation in the frequency of alleles, genotypes and phenotypes responsible for hereditary diseases in human populations. Gene expression and body development. Mechanistic basis of genetic diseases. Family trees and analysis of transmission of pathological traits. Genetic risk factors for neoplastic diseases; interaction with lifestyle and environment. Genetic risk factors for cardiovascular diseases; interaction with lifestyle and environment. Legal and ethical issues of genetic tests. Genomic analysis of disease risk factors. Genetic engineering tools. Gene cloning. Gene therapy.