Il corso si propone di fornire agli studenti i concetti fondamentali della genetica formale integrandoli con alcune delle piu’ recenti acquisizioni della genetica molecolare.

PARTE I: GENETICA DELLA TRASMISSIONE

Introduzione

Definizione e obiettivi della genetica; sviluppo storico della genetica; concetto di genotipo e fenotipo; diversi modelli di interazione genotipo-fenotipo-ambiente; norma di reazione.

Genetica mendeliana

Definizione di esperimento di ibridazione, ibridi, autofecondazione e fecondazione incrociata; I legge di Mendel: il principio della segregazione; concetto di omozigote ed eterozigote; principio dell’uniformità degli ibridi; Test-cross o reincrocio;; Eredità autosomica dominante; Eredità autosomica recessiva; II legge di Mendel : il principio dell’assortimento indipendente; Quadrato di Punnet,  metodo delle ramificazioni e calcolo delle probabilità: regola del prodotto e della somma; gli alberi genealogici; esempi di genetica mendeliana nell’uomo.

Genetica neomendeliana

Dominanza incompleta; Poliallelia: gruppi sanguigni del sistema ABO; Fattore Rh; Co-dominanza; Sovradominanza o vantaggio dell’eterozigote; Pleiotropia; Interazioni tra geni: interazione genica ed epistasi; Caratteri influenzati dal sesso; Geni essenziali e letalità; Penetranza ed espressività; Geni temperatura sensibili.

Teoria cromosomica dell’eredità

Mitosi e meiosi; Valore C ed n; Cariotipo, autosomi e cromosomi sessuali; Sistemi di determinazione sessuale; Modalità di trasmissione dei cromosomi; Eredità concatenata al sesso: esperimenti di Morgan e Bridges; Non-disgiunzione dei cromosomi X; Non-disgiunzione dei cromosomi X nell’uomo: sindrome di Turner & Klinefelter; Eredità legata all’X: dominante e recessiva; Eredità legata all’Y.

Genetica quantitativa

Eredità poligenica e multifattoriale; variazione continua; QTL; modello a soglia di Falconer; modello continuo di Plomin. Ereditabilità e studi sui gemelli.

PARTE II- GENETICA MOLECOLARE E DEI MICRORGANISMI

Natura chimica e replicazione del materiale genetico

DNA: struttura e funzione; Esperimenti di Griffith, Avery & co, Hershey-Chase, Meselson & Stahl; Replicazione del DNA; RNA : struttura e funzioni; vari tipi di RNA; Il codice genetico e le sue caratteristiche.

Organizzazione del DNA nei cromosomi

Nucleosoma e livelli di organizzazione strutturale del DNA; elementi trasponibili; struttura del telomero e del centromero; eucromatina ed eterocromatina.

Le mutazioni

Mutazioni: geniche, cromosomiche e genomiche : cause ed effetti; mutazioni geniche: delezione, inserzione, sostituzione (transizioni, transversioni, m. missenso, m. nonsenso, m. neutra, m. silente, m. frameshift); definizione semplice di mutazione soppressore; mutazioni spontanee ed indotte; agenti mutageni: chimici (analoghi delle basi e intercalanti; agenti che modificano le basi), fisici (raggi X e UV), biologici; Test di Ames; meccanismi di riparazione del DNA; mutazioni cromosomiche: delezioni; duplicazioni, inversioni, traslocazioni. Fusioni e scissioni Robertsoniane; Mutazioni genomiche: aneuploidia, poliploidia e monoploidia; vari tipi di aneuploidia. Monosomie e trisomie nell’uomo; auto- e allopoliploidia.

Genetica dei microrganismi

Geni regolati e geni costitutivi; Meccanismo di induzione: geni inducibili; L’operone lac in E. coli;  repressione da catabolita o effetto glucosio; operoni reprimibili: operone trp; attenuazione. Trasformazione; coniugazione, Trasduzione; analisi genetica dei batteriofagi; lisogenia. Ricombinazione e complementazione; unità di mutazione, di ricombinazione e di funzione.

PARTE III- REGOLAZIONE GENICA, GENETICA DI POPOLAZIONI, INGEGNERIA GENETICA

Espressione genica

Dogma centrale della biologia; Trascrizione e traduzione del DNA nei procarioti e negli eucarioti; Polisomi; Maturazione dell’RNA e modificazioni durante il processo di maturazione; Definizione di introni ed esoni; Meccanismo di compensazione della dose per i geni legati all’X nei mammiferi. Lyonizzazione e corpo di Barr; eterocromatina facoltativa e costitutiva;

Controllo dell’attività genetica

Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti; controllo della trascrizione: regolazione positiva e negativa; controllo a livello cromosomico, a livello degli istoni, grado di metilazione del DNA, controllo trascrizionale mediato dagli ormoni; controllo della maturazione degli mRNA precursori: scelta del sito di poliadenilazione, splicing alternativo;trasporto degli mRNA maturi fuori dal nucleo: ruolo del complesso di splicing; traduzione degli mRNA; degradazione degli mRNA maturi; degradazione dei prodotti proteici.

Estensioni della genetica formale

Eredità mitocondriale; imprinting genomico

Genetica di popolazioni

Concetto di specie; cause genetiche e ambientali della variabilità; Frequenze genotipiche e alleliche; Legge di Hardy-Weinberg; deriva genetica: principio del fondatore e effetto collo di bottiglia; dimensione effettiva della popolazione; migrazione e sue conseguenze; la selezione naturale: selezione direzionale ed equilibrante; inincrocio: cause e conseguenze;

Ingegneria genetica

Enzimi di restrizione, Tecniche di clonazione; DNA ricombinante; vettori; cDNA, PCR; filogenesi molecolare (RAPD, AFLP, microsatelliti); sistematica molecolare (studio delle banche dati, allineamento sequenze); microarrays, genomica e proteomica.

Modalità didattiche

lezione frontale, laboratorio

Testi di studio

Peter J. RUSSELL: “iGenetica” Ed, EdiSES;  Robert J. BROOKER : “Genetica”. Ed. Zanichelli;  Pierce BA.: “Genetica”. Ed. Zanichelli;

Hartwell et al. “Genetica – dall’analisi formale alla genomica” ed. McGrawHill;

Dallapiccola B. & Novelli G. “Genetica medica essenziale”.  Ed. Il Minotauro.

Modalità di
accertamento

Esame orale

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Le principali caratteristiche dei testi e le parti da utilizzare saranno indicate durante le lezioni