Obiettivi Formativi

Educare lo studente alla discussione mediante la descrizione di esperimenti, patrimonio della storia della biologia e della genetica. Fornire allo studente una visione armonica ed “antidogmatica” degli esseri viventi, in cui siano delineate, dai virus all’uomo, le caratteristiche comuni morfo-funzionali, le loro interazioni e complementarietà. Acquisire conoscenze sui meccanismi molecolari alla base dei processi vitali, con particolare riferimento alla fondamentale attività regolatoria degli RNA non codificanti.

Learning Goals

Educate the student into discussion by describing experiments, heritage of the history of biology and genetics. Provide the student with a harmonious and "antidogmatic" vision of living beings, outlining the common morpho-functional characteristics, their interactions and complementarities from viruses to humans. Acquire knowledge on the molecular mechanisms that underlie the vital processes. Particular emphasis will be given to the study of non-coding RNAs regulation.

Metodi didattici

Lezioni di didattica frontale erogata con il sussidio di videoproiettori che consentono di visualizzare ppt e animazioni; le slides saranno arricchite da corposa didascalia. Alcune lezioni saranno tenute in laboratorio.

Teaching Methods

Lessons delivered with the aid of video projectors that allow to display ppt and animations; the slides will be enriched by a plentiful caption. Some lecture will be in lab.

Prerequisiti

Sono necessarie conoscenze di chimica generale.

Prerequisites

It needs general chemestry knowledge.

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento si effettua attraverso un esame orale.

Assessment

Verification of learning is done through an oral exam.

Programma del Corso

BIOLOGIA CELLULARE Cellula procariotica, eucariotica Membrana plasmatica (proprietà e funzioni) Reticolo endoplasmatico liscio e rugoso, Apparato di Golgi, lisosomi e perossisomi, mitocondri Compartimento nucleare, citoscheletro Rapporti fra cellule e fra cellule ed ambiente Endocitosi transcitosi, esocitosi extracellulare Recettori e trasduzione del segnale Organizzazione del genoma virale, procariotico ed eucariotico e genoma mitocondriale Replicazione del DNA Trascrizione Codice genetico e sue proprietà Ribosomi e meccanismi di traduzione del messaggio genetico Riproduzione cellulare Ciclo cellulare Apoptosi Mitosi e Meiosi Cellule staminali. BIOLOGIA MOLECOLARE Il materiale genetico negli organismi procariotici ed eucariotici. I componenti molecolari del nucleoide e del nucleo. Composizione chimica e struttura dei componenti degli acidi nucleici. Conformazione e topologia del DNA, melting e riassociazione. Le nuove proprietà del DNA secondo Montagneur, caratteristiche del G-DNA. Proteine associate al DNA dei procarioti. Proteine associate al DNA nucleare: epigenetica e dinamica della cromatina. Struttura e anatomia molecolare dei geni procariotici ed eucariotici. Basi molecolari del flusso dell’informazione biologica: replicazione del DNA nei diversi organismi e relativi enzimi; le telomerasi; riparazione del DNA; trascrizione di RNA e relativi enzimi; splicing, splicing alternativo,RNA editing e transsplicing; struttura dei vari RNA; regolazione dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti; fattori di trascrizione costitutivi ed inducibili; le RNA polimerasi negli eucarioti: geni e attività trascrizionale; la RNA polimerasi IV nell'uomo; Struttura del nucleo; trascrizione e maturazione dei messaggeri istonici; la traduzione e relativi enzimi; analisi molecolare dei ribosomi 70S ed 80S; il codice genetico; modulazione della traduzione; regolazione della traduzione nei procarioti e negli eucarioti; sistemi di sorveglianza dei messaggeri: il sistema NMD e il sistema SKI7; MicroRNA e shRNA: analisi dettagliata dei meccanismi di RNA interferenza. Attività della RNA polimerasi III e relativi geni; attività della RNA polimerasi I e relativi geni; Biogenesi, maturazione e funzione dei LncRNA;Circ RNAs; Gli RNA Y: struttura funzione e proteine associate; comunicazione intra e inter cellulare mediata dal traffico esosomale nei fluidi biologici.

Course Syllabus

CELLULAR BIOLOGY Procariotic and eukaryotic cell, prions Plasma membrane (properties and functions) Smooth and wrinkled endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, lysosomes and peroxisomes, mitochondria Nuclear compartment Cytoskeleton Relationships between cells and between cells and the environment Transcytosis endocytosis, extracellular exocytosis Receptors and signal transduction Organization of the viral, procariotic and eukaryotic genome and mitochondrial genome DNA replication Transcription Genetic code and its properties Ribosomes and translation mechanisms of the genetic message Cell cycle Apoptosis Mitosis and Meiosis Stem cells MOLECULR BIOLOGY The molecular components of the nucleus in the Eukaryotes and Prokaryotes. Chemical composition and structure of nucleic acid components. Conformation and DNA topology, melting and reassociation. The new DNA properties according to Montagneur, properties of G-DNA. Proteins associated with the DNA of prokaryotes. Proteins associated with nuclear DNA: epigenetics and chromatin dynamics. Structure and molecular anatomy of prokaryotic and eukaryotic genes. Molecular basis of biological information flow: DNA replication in different organisms and related enzymes; telomerase; DNA repair; transcription of RNA and related enzymes; splicing, alternative splicing, RNA editing and trans-splicing; structure of the various RNA; regulation of gene expression in prokaryotes and eukaryotes; constitutive and inducible transcription factors; RNA polymerases in eukaryotes: genes and transcriptional activity; RNA polymerase IV in humans; Nuclear imaging; transcription and maturation of histone messengers; translation and related enzymes; molecular analysis of 70S and 80S ribosomes; the genetic code; modulation of the translation; regulation of translation in prokaryotes and eukaryotes; surveillance systems in the messengers: the NMD system and the SKI7 system; MiRNAs and shRNAs: detailed analysis of RNA interference mechanisms. RNAP III and related genes; RNAP I and related genes; Biogenesis, maturation and function of LncRNA, Circ RNAs; RNA Y: structure, maturation, associated proteins and function; intra and inter cellular communication through exosomal trafficking in biological fluids.