Obiettivi Formativi

Verranno fornite agli studenti informazioni approfondite della struttura chimico- fisica e del metabolismo degli acidi nucleici, della regolazione dei meccanismi di reazione; della struttura chimica del DNA e della sua componente funzionale, il gene; le modalità di replicazione, riparazione, trascrizione e traduzione secondo i più dettagliati e recenti modelli molecolari.

Learning Goals

Students will be provided with detailed informations about the structure and metabolism of nucleic acids; DNA and gene structure and functioning; replication, repair, transcription, translation of the molecular information according to the most recent discoveries.

Metodi didattici

Lezioni frontali con proiezione di presentazioni in Power Point, articoli scientifici, discussione in aula con gli studenti. La frequenza alle lezioni è obbligatoria. Le attestazioni di frequenza verranno rilasciate a seguito del raggiungimento di almeno il 75% di presenza di quanto erogato.

Teaching Methods

Lectures supported by Power Point presentations, scientific articles, class exercises with students. Attendance is mandatory, with the presence of at least 75% attendance to fulfill the course.

Prerequisiti

Buona conoscenza di Chimica Generale e Organica, di Biologia Cellulare e Biochimica.

Prerequisites

Good basic knowledge of General and Organic Chemistry, Cellular Biology and Biochemestry.

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento sarà effettuata secondo calendario didattico con esame finale orale (voto in trentesimi) che accerti la preparazione del candidato. La valutazione della preparazione finale terrà conto dell’impegno dimostrato durante il corso delle lezioni, del grado di preparazione raggiunto, della proprietà di linguaggio in relazione agli argomenti trattati e delle capacità espositive. Verrà valutata insufficiente una preparazione con lacune grossolane in uno o più argomenti trattati; la sufficienza prevede la conoscenza non frammentaria degli argomenti.

Assessment

An oral final exam will take into account the commitment shown by the candidate, the degree of knowledge, the use of a proper language relative to the topics, and presentation skills. An insufficient score will be attributed for flows in one or more topics; the achievement of sufficiency will require a global knowledge of topics.

Programma del Corso

Gli acidi nucleici: - Concetti generali  - Struttura del DNA  - Struttura del RNA  - Conformazione e topologia del DNA  - Melting e riassociazione  - Proteine associate al DNA  Organizzazione del genoma procariote ed eucariote: - Struttura del nucleoide  - Struttura della cromatina e sua dinamica  Struttura del gene.  - Struttura dei geni nei procarioti  - Struttura dei geni negli eucarioti  - Il flusso dell’informazione biologica  L’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  - Telomeri e telomerasi  Riparazione e sua regolazione.  - Meccanismi di correzione degli errori di appaiamento  - Meccanismi di riparazione diretta  - Meccanismi di riparazione indiretta  - Meccanismi di translesione  Cenni sui meccanismi di ricombinazione e di trasposizione.  Il trasferimento dell’informazione molecolare e sua regolazione.  - RNA nei procarioti e negli eucarioti  - La trascrizione nei procarioti  - La trascrizione negli eucarioti  - Maturazione del mRNA  - Splicing, splicing alternativo  - Controllo dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti  - Fattori di trascrizione costitutivi ed inducibili  La traduzione dell’informazione molecolare e sua regolazione.  - Il codice genetico  - tRNA ed aminoacil-tRNA-sintetasi  - I ribosomi  - Meccanismi di traduzione nei procarioti  - Meccanismi di traduzione negli eucarioti  - Controllo della traduzione  - Cenni sui microRNA  - CRISPR/Cas9: origini e applicazioni - Manipolazione del genoma in vivo: Transgenic, knock-out, and knock-in mice  - Aspetti teorici e pratici sulle tecniche di base del laboratorio di Biologia Molecolare

Course Syllabus

Nucleic acids: General concepts; DNA and RNA structure; DNA conformation and topology; melting and re-annealing; DNA-associated proteins. Genome organization in prokaryotes and eukaryotes: Nucleoid structure; chromatin; gene structure in prokaryotes and eukaryotes. Molecular information: DNA replication in procaryotes and eukaryotes; regulation of replication; the regulatory sequence for replication in E.Coli, the ARS sequences in yeast. Telomers and telomerase DNA reparation and its regulation, the proof-reading activity; DNA direct and indirect repair; translesion. Basics of recombination and transposition. Transferring and regulating molecular information: RNA in procaryotes and eukaryotes; transcription in procaryotes and eukaryotes; mRNA processing; splicing and alternative splicing; gene expression control in procaryotes and eukaryotes; constitutive and inducible transcription factors. Translation and regulation in procaryotes and eukaryotes: The genetic code; tRNA and aminoacyl-tRNA-synthase; ribosomes; translation in procaryotes and eukaryotes. General concepts on microRNAs; CRISPR/Cas9 and its application; genome editing in vivo; Transgenic, knock-out, and knock-in mice. Basic techniques of molecular biology