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, 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.

Metodi didattici

L'attività didattica si svolge in aula mediante lezioni frontali con l'ausilio di diapositive ed eventuali filmati esplicativi. Nel corso delle lezioni, a discrezione del docente, possono essere previste verifiche sotto forma di test. La frequenza alle lezioni è obbligatoria. Le attestazioni di frequenza dei singoli Corsi Integrati verranno rilasciate a seguito del raggiungimento di almeno il 75% di presenza, purché il numero di ore frequentate non sia inferiore al 50% per singola disciplina.

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.

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.

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: 8098/1 - MOLECULAR GENETICS ------------------------------------------------------------ Molecular genetics Mendelismo: le basi dell'eredità. - Incroci Monoibridi: il principio della dominanza completa e della segregazione. - Incroci diibridi: il principio dell'assortimento indipendente. Estensioni del mendelismo: dominanza incompleta, codominanza. Interazioni geniche con e senza epistasi; Penetranza ed espressività; Pleiotropia. Eredità legata al sesso; Ereditarietà poligenica. Mutazioni geniche - Classificazione e descrizione, agenti mutageni, riparazione del DNA Mutazioni cromosomiche (variazione nel numero e nella struttura del cromosoma) - Classificazione e descrizione. Linkage e mappatura cromosomica. Equilibrio di Hardy-Weinberg e basi della genetica delle popolazioni. Panoramica dell'organizzazione dei genomi: eucarioti, batteri, mitocondri e virus. Regolazione molecolare (procariotica). Terapia genetica. Enzimi di restrizione, clonazione del DNA, vettori di clonazione e di espressione, trasformazione e trasfezione. Libreria: librerie di cDNA, cromosomiche e genomiche. Screening di Librerie. Polimorfismi del DNA: classificazioni e applicazioni. PCR, principio di elettroforesi, sequenziamento diretto e cenni su NGS (next-generation-sequencing): tecniche e applicazioni. ------------------------------------------------------------ Modulo: 8098/2 - GENETICS ------------------------------------------------------------ Struttura del genoma Cariotipo normale Inattivazione del cromosoma X Alleli wild-type e mutati, omozigosi ed eterozigosi, dominanza e recessività Eredità Mendeliana come base della genetica classsica La base cromosomica dell’ eredità Mendeliana Marcatori cromosomici, unità Morgan Caratteri quantitativi e multifattoriali Interazioni fra geni Epistasi, penetranza ed espressività Eredità mitocondriale Relazione fra genotipo e fenotipo Albero genealogico e trasmissione familiare di malattia Agenti mutageni e meccanismi di riparo del DNA Mutazioni geniche puntiformi, sostituzioni, frameshift, mutazioni neutre e silenti, Alterazioni cromosomiche e genomiche Ricombinazione del DNA e conversione genica Regolazione epigenetica dell’ espressione genica Meccanismi di sviluppo di malattie genetiche Genetica di malattie neoplastiche; interazione con stile di vita e ambiente Genetica di malattie cardiovascolari; interazione con stile di vita e ambiente Organizzazione del genoma virale Regolazione di espressione genica nei procarioti Tecnologie di DNA ricombinante Gel Elettroforesi Ibridazione: Southern, Northern Blotting Restriction fragment length polymorphism (RFLP) Sequenziamento del DNA Sottoclonaggio di frammenti di DNA Mappaggio di DNA con enzimi di restrizione Librerie di cDNA e genomiche Clonazione genica Genetica di popolazione ed evoluzione Equilibrio di Hardy-Weinberg Implicazioni etiche e legali dei test genetici Terapia genica ------------------------------------------------------------ Modulo: 8098/3 - GENETICS ------------------------------------------------------------ Struttura del genoma Cariotipo normale Inattivazione del cromosoma X Alleli wild-type e mutati, omozigosi ed eterozigosi, dominanza e recessività Eredità Mendeliana come base della genetica classsica La base cromosomica dell’ eredità Mendeliana Marcatori cromosomici, unità Morgan Caratteri quantitativi e multifattoriali Interazioni fra geni Epistasi, penetranza ed espressività Eredità mitocondriale Relazione fra genotipo e fenotipo Albero genealogico e trasmissione familiare di malattia Agenti mutageni e meccanismi di riparo del DNA Mutazioni geniche puntiformi, sostituzioni, frameshift, mutazioni neutre e silenti, Alterazioni cromosomiche e genomiche Ricombinazione del DNA e conversione genica Regolazione epigenetica dell’ espressione genica Meccanismi di sviluppo di malattie genetiche Genetica di malattie neoplastiche; interazione con stile di vita e ambiente Genetica di malattie cardiovascolari; interazione con stile di vita e ambiente Organizzazione del genoma virale Regolazione di espressione genica nei procarioti Tecnologie di DNA ricombinante Gel Elettroforesi Ibridazione: Southern, Northern Blotting Restriction fragment length polymorphism (RFLP) Sequenziamento del DNA Sottoclonaggio di frammenti di DNA Mappaggio di DNA con enzimi di restrizione Librerie di cDNA e genomiche Clonazione genica Genetica di popolazione ed evoluzione Equilibrio di Hardy-Weinberg Implicazioni etiche e legali dei test genetici Terapia genica