C.i. Biologia Molecolare E Bioinformatica 2010/2011

Bioinformatica | Docente: Manuela Helmer Citterich

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Biologia Molecolare | Docente: Francesco Amaldi DALLA SCOPERTA DEL DNA ALLA DECIFRAZIONE DEL CODICE GENETCO; STRUTTURA DEGLI ACIDI NUCLEICI  >  Cos'è la Biologia Molecolare? Il "gruppo del fago" e la nascita della Biologia Molecolare". Il DNA come materiale genetico. Il "principio trasformante" e la sua identificazione con il DNA. Struttura chimica e struttura fisica del DNA. La scoperta della struttura a doppia elica. I parametri strutturali della doppia elica. Strutture alternative del DNA: A, B, Z. Superstrutture: cruciformi, superavvolgimento, DNA curvo. DNA a tripla elica; quartetto di G. Struttura dell'RNA. Decifrazione, proprietà ed evoluzione del codice genetico.  / / /  ORGANIZZAZIONE ED EVOLUZIONE DI GENI, CROMOSOMI E GENOMI  >  Contenuto di DNA e complessità genetica; sequenze uniche, e sequenze ripetute del DNA; regioni codificanti e non codificanti del genoma; la struttura esoni/introni dei geni; origine ed evoluzione degli introni; funzioni degli introni; organizzazione ed evoluzione delle famiglie geniche; sequenze semplici e DNA satelliti; organizzazione e struttura dei cromosomi; centromeri e telomeri. Cromatina; istoni e nucleosomi; struttura dei nucleosomi e organizzazione della cromatina; struttura della cromatina e trascrizione. / / /  REPLICAZIONE DEL DNA  >  Replicazione semiconservativa e progressiva del DNA; repliconi, forche di replicazione ed origini; repliconi unidirezionali e bidirezionali; repliconi ed origini di replicazione dei cromosomi procariotici; repliconi ed origini dei cromosomi eucariotici; modelli topologici della replicazione del DNA; frammenti di Okazaki e replicazione discontinua; DNA polimerasi proc. ed euc.; apparato enzimatico di replicazione; replicazione della cromatina; regolazione della replicazione e controllo del ciclo, della crescita e della proliferazione cellulare negli eucarioti. Trasposoni procariotici ed eucariotici. Cenni ai meccanismi di riparazione del DNA.  / / /  TRASCRIZIONE E SUA REGOLAZIONE  >  RNA polimerasi e promotori procariotici; meccanismo di trascrizione e regolazione nei procarioti; il paradigma dell'Operone Lattosio. Controlli negativi e controlli positivi; sistemi inducibili e sistemi reprimibili. Terminazione, antiterminazione ed attenuazione della trascrizione. Regolazione della trascrizione nei ciclo litico e nel ciclo lisogeno del fago lambda. RNA polimerasi e promotori eucariotici: Pol I, Pol II e Pol III. Regolazione della trascrizione negli eucarioti. Fattori di trascrizione.  / / /  ''PROCESSING'' DELL'RNA  >  Maturazione dei trascritti nei procarioti: rRNA e tRNA di E.coli. Autotaglio dell'RNA; la ''testa di martello''. Maturazione, metilazione e pseudouridilazione dell'rRNA eucariotici; snoRNA e snoRNP. Maturazione degli mRNA eucariotici: ''capping'' e ''poliadenilazione''. Meccanismi di ''splicing'' dell'RNA: introni di tipo I e di tipo II; auto-splicing; splicing nucleare e spliceosoma; splicing dei tRNA di lievito. ''Editing'' dell'RNA: editing degli RNA mitocondriali di tripanosoma; editing degli mRNA negli eucarioti superiori; meccanismi di editing; RNA guida.  / / /  LA SINTESI PROTEICA E LE SUE REGOLAZIONI  >  I componenti dell'apparato di traduzione: ribosomi, mRNA, tRNA e amminoacil-sintetasi. Meccanismo della traduzione nei procarioti e negli eucarioti: inizio, allungamento e terminazione. Regolazione della traduzione. Controlli generali della traduzione: la 2"risposta stringente" nei procarioti; segnali intra- e extra-cellulari negli eucarioti. Controlli specifici della traduzione: es. P32 del fago T4; r-proteine in E.coli; ferritina negli eucarioti etc.  Controllo qualità dell'mRNA (''non sense mediated decay'' e ''non stop mediated decay''). RNA come regolatori della traduzione; controllo della stabilità e localizzazione degli mRNA; microRNA e siRNA.  / / /  REGOLAZIONI A LIVELLO DI DNA E EPIGENETICHE  >  Regolazione genica a livello del DNA: amplificazione e diminuzione genica; politenizzazione; micro- e macro-nuclei nei ciliati; ''variazione di fase'' nel fago Mu e in salmonella, locus MAT di lievito, antigeni di superficie in tripanosoma, geni per le IG nei vertebrati. Regolazione epigenetiche: metilazione del DNA e trascrizione; isole CpG; imprinting genetico; modificazioni degli istoni e rimodellamento della cromatina nel controllo della trascrizione.  / / /  TECNICHE ED ESERCIZI DI BIOLOGIA MOLECOLARE  >  Proprietà chimico-fisiche del DNA. Spettrofotometria degli acidi nucleici; spettro di assorbimento; denaturazione e riassociazione della doppia elica; Cot e Rot; ibridazione DNA-RNA. Tecniche di ultracentrifugazione: gradienti di CsCl e gradienti di saccarosio. Enzimi di restrizione: ruolo naturale ed uso in laboratorio; costruzione di mappe di restrizione; elettroforesi degli acidi nucleici; "Southern" e "Northern blot''; preparazione delle sonde radioattive. Clonaggio di sequenze di DNA: vettori di clonaggio; preparazione del DNA da clonare; formazione delle molecole ricombinanti; reinserimento in vivo delle molecole ricombinanti; metodi di selezione. Genoteche e banche di cDNA. Mutagenesi sito-specifica. Metodi di sequenzamento del DNA. / / /   / / /  LIBRI DI TESTO (in alternativa): ''IL GENE: edizione compatta'', di B.Lewin, ed.Zanichelli. / / / "BIOLOGIA MOLECOLARE" di F.Amaldi, P.Benedetti, G.Pesole , P.Plevani, ed. Casa Editrice Ambrosiana.

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