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GENETICA

A.A. CFU
2013/2014 6
Docente Email Ricevimento studenti
Paolo Ruggeri appuntamento telefonico – 335 7769874 / 071 2204134 / 071 2204997 - o preferibilmente tramite e-mail
Giorno Orario Aula

Obiettivi Formativi

Il corso si propone di fornire agli studenti i concetti fondamentali della genetica formale integrandoli con alcune delle più recenti acquisizioni della genetica molecolare.
The learning objectives of the course are the understanding of the basic concepts in genetics supplemented with the most recent knowledge of molecular genetics.

Programma

Introduzione
Definizione e obiettivi della genetica; sviluppo storico della genetica.
Natura chimica del materiale genetico
DNA: struttura e funzione; Esperimenti di Griffith, Avery & co, Hershey-Chase, Meselson & Stahl. RNA: struttura e funzioni; vari tipi di RNA; il genoma nei procarioti e negli eucarioti; il genoma codificante: definizione di introni ed esoni e altre componenti del genoma associate al DNA codificante; il DNA non-codificante: DNA satellite, sequenze LINE e SINE, trasposoni; DNA extra-nucleare: DNA mitocondriale, DNA plastidiale e DNA plasmidico.
Organizzazione del DNA nei cromosomi
Nucleosoma e livelli di organizzazione strutturale del DNA; eucromatina ed eterocromatina; la struttura e la morfologia dei cromosomi; il corredo cromosomico delle cellule somatiche e gametiche; il ciclo cellulare; la mitosi e la meiosi; teoria cromosomica dell'eredità. Esperimenti di Morgan e Bridges; il cariotipo e le malattie cromosomiche; i cromosomi sessuali; eredità concatenata al sesso; sistemi di determinazione sessuale; determinazione sessuale nell'uomo: relazioni tra sesso cromosomico, sesso gonadico e sesso fenotipico; reversione del sesso; sindrome di Morris; pseudo-ermafroditismo; non-disgiunzione dei cromosomi X nell'uomo: sindromi di Turner & Klinefelter; meccanismo di compensazione della dose per i geni legati all'X nei mammiferi. Lyonizzazione e corpo di Barr; gli alberi genealogici.
Principi di genetica mendeliana
Gli esperimenti di ibridazione di Mendel, gli ibridi, l'autofecondazione e la fecondazione incrociata; la I legge di Mendel: il principio della segregazione; concetto di omozigote ed eterozigote; principio dell'uniformità degli ibridi; Test-cross; la II legge di Mendel: il principio dell'assortimento indipendente; il quadrato di Punnet; il metodo delle ramificazioni e calcolo delle probabilità: regola del prodotto e della somma.
Estensioni della genetica mendeliana
Relazioni di dominanza; la dominanza incompleta; la codominanza; la poliallelia: i gruppi sanguigni del sistema ABO; il fattore Rh; il sistema MHC/HLA; la sovradominanza;la pleiotropia; le interazioni tra geni: interazione genica ed epistasi; i caratteri limitati al sesso e influenzati dal sesso; i geni essenziali e la letalità; la penetranza e l'espressività; i geni temperatura sensibili.
Replicazione, trascrizione, traduzione e regolazione della trascrizione genica
La replicazione del DNA ; il dogma centrale della genetica; la trascrizione genica; il codice genetico; la traduzione genetica; la regolazione della trascrizione nei procarioti e negli eucarioti;
Principi di coordinamento genetico nel differenziamento cellulare
Il controllo dell'espressione genica sull'ontogenesi e lo sviluppo degli organismi; il destino cellulare; i geni associati alla segmentazione: geni gap, geni pair-rule, geni segment polarity e i geni HOX.
Le mutazioni
Mutazioni: genomiche, cromosomiche e geniche: cause ed effetti.
Mutazioni genomiche: aneuploidia, poliploidia e monoploidia; aneuploidie nell'uomo: monosomie e trisomie; auto- e allopoliploidia; mutazioni cromosomiche: delezioni; duplicazioni, inversioni, traslocazioni; fusioni e scissioni Robertsoniane; le mutazioni geniche: delezione, inserzione, sostituzione (transizioni, transversioni, m. missenso, m. nonsenso, m. neutra, m. silente, m. frameshift); le mutazioni spontanee ed indotte; gli agenti mutageni chimici (analoghi delle basi e intercalanti; agenti che modificano le basi), fisici (raggi X e UV), biologici; i meccanismi di riparazione del DNA. Le mutazioni dinamiche: sindrome dell'X fragile.
Genetica dei tumori
Principi di genetica oncologica; il controllo del ciclo cellulare; gli oncogeni; le mutazioni che inducono l'insorgenza tumorale e i meccanismi di trasmissione ereditaria dei tumori.
Genetica delle popolazioni
Concetto di specie; cause genetiche e ambientali della variabilità; Frequenze genotipiche e alleliche; la legge di Hardy-Weinberg-Castle; l'eterozigosi; i parametri che descrivono la variabilità genetica di una popolazione; fattori che promuovono o riducono la variabilità genetica; la deriva genetica: l'effetto del fondatore e l'effetto collo di bottiglia; la taglia effettiva della popolazione; la migrazione ed effetto Wahlund; la selezione naturale: selezione direzionale ed equilibrante; inincrocio: cause e conseguenze; la regola del 50/500.


ENGLISH VERSION
Introduction; the science of Genetics; history of genetics.
Demonstrations that lead to discovery of DNA as heritability molecules; structure of nucleic acids; functions of the genetic material; the Prokaryotic and Eukaryotic genomes; coding genomes;
structure and function of genes; elements of the Non-coding genome (LINE-SINE sequences; Satellite DNA and transposons).
The molecular structure of chromosomes; eukaryotic chromosomes: nucleosome and structural organization of DNA, telomere and centromere; euchromatine and eterochromatine.
The chromosomal basis of inheritance; Life cycle; mitosis and meiosis; kariotype, autosomal and sex chromosomes; the chromosome theory of heredity; sex-linked genes in humans; sex chromosomes and sex determination; dosage compensation of X-linked genes; Y-linked genes.
Mendelism: the basic principles of inheritance; Mendel's study of heredity; Mendel's first law, the segregation of characteristics; genotype and phenotype; homozygote and heterozygote; autosomal recessive and dominant inheritance; Mendel's second law, the independent assortment; Punnet square; applications of Mendel's principles; family tree; Mendelian principles in human Genetics.
Extensions of Mendelism; Incomplete dominance; polyallelic inheritance for ABO-blood locus; Rh factor; co-dominance; overdominance or heterozygous advantage; pleiotropy; interaction between genes; essential genes and lethality; penetrance and expressivity; Non Mendelian inheritance.
DNA replication; the genetics dogma; RNA transcription and gene expression, RNA processing; translation and the genetic code; transcription regulation in eukaryotic and prokaryotic organisms; Control pathways of gene expression on the ontogeny and development of organisms; genetic coordination in the cell differentiation; genes associated to the segmentation: gap genes, pair-rule genes, segment polarity genes e HOX genes.
Chromosomal and genetic mutations; variation in chromosome number and structure; Cytological techniques; polyploidy; aneuploidy; rearrangements of chromosome structure. Gene mutations; mutation: source of the genetic variability required for evolution; the molecular basis of mutation; screening chemicals for mutagenicity; DNA repair mechanisms; inherited human diseases with defects in DNA repair.
Principles of cancer genetics; the control of the cell cycle; oncogenes; mutations that induce tumor formation and patterns of inheritance.
Population Genetics; the theory of allele frequencies; the Hardy-Weinberg-Castle law; genetic variability parameters; natural selection; random genetic drift; populations in genetic equilibrium; migration and the Wahlund effect; the effective population size and principles of conservation genetics.

Modalità Didattiche, Obblighi, Testi di Studio e Modalità di Accertamento

Modalità didattiche

Lezione frontale.

Testi di studio

(Ingl. Textbook) Hartwell, L., et.al., "From genes to genomes". McGraw-Hill, 2011.
Russell, P.J., "Genetica - un approccio molecolare". Pearson, 2010.
Hartl, D.L. & Jones, E.W., "Genetica in una prospettiva genomica" Idelson-Gnocchi eds. 2006.
Russell, P.J., "iGenetica". Edises Ed. 2007.

Modalità di
accertamento

Esame orale.

Informazioni Aggiuntive per Studenti Non Frequentanti

Testi di studio

Gli stessi degli studenti frequentanti.

Modalità di
accertamento

Le stesse degli studenti frequentanti

Note

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

Il corso è mutuato dall'insegnamento di Genetica presso il corso di laurea in Scienze Biologiche - DISTEVA.

« torna indietro Ultimo aggiornamento: 07/10/2013


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