Obiettivi Formativi

Lo studente dovrà acquisire le conoscenze di base di chimica generale ed inorganica finalizzate specificamente alla comprensione di strutture biologiche macromolecolari e dei processi metabolici attraverso la comprensione dei processi termodinamici e della cinetica chimica. Lo studente dovrà acquisire le conoscenze di base della struttura chimico-fisica e del metabolismo degli acidi nucleici. Dovrà comprendere la regolazione dei meccanismi di reazione degli acidi nucleici (struttura chimica e funzione del DNA, il gene e le sue modalità di replicazione, riparazione, trascrizione e traduzione). Lo studente dovrà acquisire abilità pratiche nell’utilizzo in sicurezza della strumentazione di laboratorio e dei reattivi e delle tecniche di separazione e amplificazione degli acidi nucleici.

Learning Goals

The student must acquire the basic knowledge of general and inorganic chemistry, the macromolecular biological structures and the metabolic processes, with a particular focus on thermodynamic and kinetic processes. The student must be able to understand the physical-chemical structure and metabolism of nucleic acids, with special emphasis on gene replication, repair, transcription, and translation. The student must be able to use safely laboratory equipment and reagents to perform nucleic acids purification and amplification techniques.

Metodi didattici

Lezioni frontali con l’ausilio di materiale informatico. Esercitazioni numeriche. Video di modelli molecolari e tecniche di laboratorio.

Teaching Methods

Lectures. Simulated and numerical exercises. Videos regarding molecular models, laboratory methods.

Prerequisiti

Lo studente deve possedere conoscenze di base di Biologia e Chimica attestate dal superamento della prova di ammissione.

Prerequisites

The student must have basic knowledge of Biology and Chemistry certified by passing the admission test.

Verifiche dell'apprendimento

Il graduale apprendimento della materia da parte dello studente sarà verificato attraverso domande e colloqui in aula. La verifica dell'apprendimento finale della disciplina e l’acquisizione dei relativi CFU avverrà tramite colloquio orale. La valutazione dell’esame è espressa in trentesimi e sarà il risultato medio delle singole prove, come qui di seguito riportato: 18-20/30 (Sufficiente) Lo studente conosce gli argomenti del corso, almeno nelle linee generali, e possiede una capacità espositiva minima con una sufficiente proprietà di linguaggio. 21-23/30 (Discreto) Lo studente dimostra una discreta conoscenza e comprensione degli argomenti trattati, unitamente ad una discreta proprietà di linguaggio e capacità espositiva. 24-26/30 (Buono) Lo studente dimostra una buona conoscenza e comprensione degli argomenti trattati, unitamente ad una buona proprietà di linguaggio e capacità espositiva. 27-29/30 (Ottimo) Lo studente dimostra un ottimo livello di conoscenza, comprensione degli argomenti e capacita' di collegamento, ed un’ottima capacità espositiva e proprietà di linguaggio. 30/30-30/30 e lode (Eccellente) Lo studente dimostra una completa ed elevata padronanza degli argomenti trattati, una elevata capacità di interconnessione tra le conoscenze acquisite, elevata capacità espositiva e proprietà di linguaggio. Laddove queste capacità dovessero raggiungere un grado di eccellenza, verrà conseguita anche la lode.

Assessment

The student learning will be followed by questions and discussion during the development of the course. The final examination will consist of an interview concerning topics of the above program. The evaluation of the test is expressed out of thirty and will be the average result of the individual tests, as shown below: 18-20/30 (Sufficient) The student knows the topics of the course, at least in general lines, and has a minimum expository capacity with sufficient language properties. 21-23/30 (Fair) The student demonstrates a fair knowledge and understanding of the topics covered, together with a fair property of language and expository ability. 24-26/30 (Good) The student demonstrates a good knowledge and understanding of the  topics covered, together with a good property of language and presentation skills. 27-29/30 (verygood ) The student demonstrates an excellent level of knowledge, understanding of the topics and ability to connect, and excellent presentation skills and language properties. 30/30-30/30 cum laude (Excellent) The student demonstrates a complete and high command of the topics covered, a high ability to interconnect the acquired knowledge, high expository ability and language properties. Where these skills reach a degree of excellence, honors will also be achieved.

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: 345/1 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA ------------------------------------------------------------ ITALIANO ------------------------------------------------------------ Modulo: 345/2 - BIOLOGIA MOLECOLARE ------------------------------------------------------------ Programma teorico (12 ore) Gli acidi nucleici: concetti generali, struttura del DNA, struttura del RNA, conformazione e topologia del DNA, melting e riassociazione, proteine associate al DNA.(1h) Il gene: struttura dei geni nei procarioti, struttura dei geni negli eucarioti, il flusso dell’informazione biologica.(1,5h) Perpetuazione dell'informazione molecolare: replicazione del DNA nei procarioti, replicazione del DNA negli eucarioti, regolazione della replicazione: le origini di replicazione in E. Coli e le sequenze ARS nel lievito.(2h) Telomeri e telomerasi, meccanismi di riparazione del DNA.(1h) Il trasferimento dell'informazione molecolare: RNA nei procarioti e negli eucarioti, la trascrizione nei procarioti, la trascrizione negli eucarioti, maturazione del mRNA, splicing, splicing alternativo ed RNA-editing.(2h) Controllo dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti, fattori di trascrizione costitutivi ed inducibili, struttura dei domini proteici leganti il DNA.(1h) La traduzione dell'informazione molecolare: il codice genetico, tRNA ed aminoacil-tRNA-sintetasi, i ribosomi, meccanismi di traduzione nei procarioti.(1,5h) Meccanismi di traduzione negli eucarioti, controllo della traduzione.(2h) Programma pratica (12 ore) Analisi del DNA microsatellite e minisatellite.(4h) Tecniche di estrazione del DNA nucleare.(4h) Elettroforesi e quantificazione di DNA.(4h)

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: 345/1 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA ------------------------------------------------------------ ITALIAN ------------------------------------------------------------ Modulo: 345/2 - BIOLOGIA MOLECOLARE ------------------------------------------------------------ Theoretical program (12 hours) Nucleic acids: general concepts, the structure of DNA, RNA structure, conformation and topology of DNA, melting and reassociation, DNA-associated proteins.(1h) The gene: gene structure in prokaryotes, eukaryotic gene structure, the stream of biological information.(1.5h) Molecular consolidate information: DNA replication in prokaryotes, DNA replication in eukaryotes, regulation of replication: the origins of replication in E. Coli and ARS sequences.(2h) Telomeres and telomerase, DNA repair mechanisms.(1h) Molecular transfer information: RNA in prokaryotes and eukaryotes, transcription in prokaryotes, transcription in eukaryotes, maturation of mRNA, splicing, alternative splicing and RNA editing.(2h) Control of gene expression in prokaryotes and eukaryotes, constitutive and inducible transcription factors, the structure of DNA-binding protein domains.(1h) Translation of molecular information: the genetic code, tRNA and aminoacyl-tRNA synthetase, ribosomes, mechanisms of translation in prokaryotes.(1.5h) Mechanisms of translation in eukaryotes, control of translation.(2h) Practical program (12 hours) Microsatellite and minisatellite DNA analysis(4h). Methods of nuclear DNA extraction.(4h) Electrophoresis and DNA quantification.(4h)