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Docente
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HELMER CITTERICH MANUELA
(programma)
BIOLOGIA MOLECOLARE (BIO/11) 8
CFU
Prof. M. Helmer Citterich (canale unico)
Programma
Dal DNA alle proteine. Il DNA come materiale genetico. Struttura chimica
e struttura fisica del DNA. La scoperta della struttura a doppia elica.
Strutture alternative del DNA (A, B, Z) e superstrutture (s.cruciformi,
superavolgimento, DNA curvo). Struttura dell'RNA. Codice genetico e sintesi
proteica. Decifrazione, proprietà ed evoluzione del codice genetico. I
componenti dell'apparato di traduzione: ribosomi, mRNA, tRNA e
amminoacil-sintetasi. Meccanismo della traduzione nei procarioti e negli
eucaroti: inizio, allungamento e terminazione. Regolazioni generali e
specifiche della traduzione.
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;
istoni, struttura dei nucleosomi e organizzazione della cromatina.
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; replicazione discontinua
e frammenti di Okazaki; DNA polimerasi proc. ed euc.; apparato enzimatico di
replicazione; controllo della replicazione; replicazione della cromatina.
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. RNA polimerasi e promotori eucariotici: Pol I, Pol II e
Pol III; regolazione della trascrizione negli eucarioti. Fattori di
trascrizione. Terminazione, antiterminazione ed attenuazione della
trascrizione. Struttura della cromatina e trascrizione: cromatina attiva e
rimodellamento della cromatina. Metilazione del DNA e trascrizione; imprinting
genetico.
Processamento dell'RNA. Maturazione dei trascritti nei procarioti: la
maturazione degli mRNA del fago T7, e degli rRNA e tRNA di E.coli; autotaglio dell'RNA; la
"testa di martello". Maturazione dell'RNA negli eucarioti; tagli e
modificazioni chimiche degli RNA ribosomali; metilazione e pseudouridilazione
dell'RNA; snoRNA e snoRNP. Maturazione degli mRNA eucariotici: struttura dell'
M7G-cap e della coda di poli(A), meccanismi enzimatici di "capping" e
"poliadenilazione". Meccanismi di "splicing" dell'RNA:
introni di tipo I e di tipo II; autosplicing; 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. Regolazione della stabilità degli mRNA. Controllo
qualità dell'mRNA ("non sense mediated decay" e "non stop
mediated decay").
Regolazioni complesse e controlli globali: Regolazione dei cicli virali:
ciclo litico e ciclo lisogeno del fago lambda. Regolazione genica a vari
livelli: livello del genoma: ("variazione di fase" nel fago Mu e in
salmonella, locus MAT di lievito, antigeni di superficie in tripanosoma, geni
per le IG); livello trascrizionale e post-trascrizionale; livello traduzionale.
Controllo del ciclo, della crescita e della proliferazione cellulare negli
eucarioti; oncogeni e cancro.
Tecniche di Biologia molecolare: Proprietà chimico-fisiche del DNA.
Proprietà idrodinamiche e metodi di ultracentrifugazione: gradienti di CsCl e
gradienti di saccarosio; spettrofotometria degli acidi nucleici; spettro di
assorbimento; denaturazione e riassociazione della doppia elica; Cot e Rot;
ibridazione DNA-RNA. Enzimi di restrizione: ruolo naturale ed uso in
laboratorio; costruzione di mappe di restrizione; elettroforesi degli acidi
nucleici; "Northern e Southern 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 DNA. Mutagenesi sito-specifica.
Metodi di sequenziamento del DNA.
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