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

L'attività didattica si svolge in aula mediante lezioni frontali con l'ausilio di diapositive ed eventuali filmati esplicativi. Nel corso delle lezione, 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.

Teaching Methods

The teaching activity takes place in the classroom through lectures with the aid of slides and any explanatory videos. During the lessons period, at the discretion of the teacher, a verification test can be provided. Attendance is mandatory. The attendance records of each Integrated Course will be issued following the achievement of at least 75% attendance, as long as the hours attended for each discipline within the Integrated Course are not less than 50%.

Prerequisiti

Sono necessarie conoscenze di chimica generale.

Prerequisites

It needs general chemistry knowledge.

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

Assessment will be carried out according to teaching calendar through an oral final exam (score out of thirty) that verifies the candidate's knowledge level. The evaluation of the final preparation will take into account the commitment shown during the all didactic activity period, the level of preparation, the use of proper language in relation to topics and presentation skills. Preparation will be valued at insufficient level if there will be gaps in one or more topics; the achievement of sufficiency will require a not fragmented knowledge of topics.

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: 8097/1 - MOLECULAR BIOLOGY ------------------------------------------------------------ Molecular biology 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. 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 trans-splicing; 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; CircRNA; Gli RNA Y: struttura funzione e proteine associate. CRISPER/Cas9: meccanismi e applicazioni. Topi geneticamente modificati: generazione e applicazioni. ​​​​​​​ ------------------------------------------------------------ Modulo: 8097/2 - CELLULAR BIOLOGY ------------------------------------------------------------ Cellular biology 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.

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: 8097/1 - MOLECULAR BIOLOGY ------------------------------------------------------------ Molecular 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. 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. CRISPER/Cas9: mechanisms and applications. Genetically-modified mice: generation and applications. ​​​​​​​ ------------------------------------------------------------ Modulo: 8097/2 - CELLULAR BIOLOGY ------------------------------------------------------------ Cellular biology Prokaryotic 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, prokaryotic 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.