-   Approfondire le conoscenze sul genoma e sui meccanismi che regolano la sua attività, nei procarioti e negli eucarioti;

-   Introdurre le tecniche e strategie più utilizzate in laboratorio per manipolare gli acidi nucleici per applicazioni pratiche nel campo biomedico, farmaceutico, industriale e vegetale. Obiettivo specifico delle esercitazioni pratiche di laboratorio è quello di fornire agli studenti le competenze pratiche delle principali tecniche di base della  biologia molecolare e di far loro acquisire le conoscenze per una corretta analisi dei risultati sperimentali.

L'insegnamento del corso è suddiviso in lezioni frontali ed esercitazioni, queste ultime svolte in laboratori didattici dedicati

LEZIONI FRONTALI

DNA: Struttura primaria, secondaria e terziaria del DNA. Conformazioni del DNA

Cromatina

Geni e Genomi: Anatomia e struttura fisica del genoma nei procarioti e negli eucarioti. il Progetto Genoma Umano.

Replicazione del genoma: La Replicazione semiconservativa. Forcella di replicazione e proteine presenti. Le DNA polimerasi. Il mantenimento dei telomeri

Riparazione  del DNA: Tipi di mutazioni e le loro conseguenze fenotipiche. Meccanismi di riparazione dei cambiamenti di singole basi, delle distorsioni strutturali e delle rotture a doppio filamento.

RNA: struttura. Tipi di RNA

Il codice genetico

Trascrizione: Meccanismi molecolari della trascrizione procariotica ed eucariotica: inizio, allungamento e terminazione. RNA polimerasi.

Processamento e maturazione degli RNA eucariotici: Formazione del cappuccio, poliadenilazione e splicing degli introni. Splicing alternativo. “Trans-splicing”. “Editing” dell’RNA

Traduzione: Struttura e assemblaggio dei ribosomi. Aminoacil-tRNA sintetasi. Il meccanismo di traduzione: inizio, allungamento e terminazione. Controllo traduzionale e post-traduzionale

Regolazione dell’espressione genica procariotica: La regolazione degli operoni lattosio e triptofano

Tecnologia del DNA ricombinante e clonaggio molecolare: L'uso di endonucleasi di restrizione, ligasi, plasmidi per il clonaggio molecolare. Trasformazione delle cellule. Librerie di DNA. Le sonde. Lo screening delle librerie. Librerie di espressione. Farmaci prodotti con la tecnologia del DNA ricombinante: insulina e ormone della crescita. Produzione di vaccini.

Organismi geneticamente modificati: Il loro uso nella ricerca di base e applicata 

LABORATORI DIDATTICI

1- tecniche e strumenti utilizzati nei laboratori di biologia molecolare

Il laboratorio di biologia molecolare: attrezzatura e strumentazione. Soluzioni stock e relative diluizioni. Utilizzo pipette automatiche per prelievo piccoli volumi e simulazione di allestimento reazioni.

2- i plasmidi

Definizione di plasmide. Estrazione DNA plasmidico mediante kit commerciale. Quantificazione mediante spettrofotometria UV

3- l’ elettroforesi su gel di agarosio

preparazione dei campioni per la corsa elettroforetica e analisi

4-gli enzimi di  restrizione

Caratteristiche ed utilizzo. Allestimento reazioni di digestione sui plasmidi estratti e analisi elettroforetica

5- i principi della PCR

Principio della PCR. Allestimento di reazioni per l’amplificazione di frammenti dai DNA plasmidici estratti nell’esercitazione precedente

Non è richiesta propedeuticità . Gli studenti sono vivamente consigliati a seguire la sequenzialità degli esami presente nel piano degli studi.

Lo studente dovrà mostrare il possesso:
D1 - Conoscenza e capacità di comprensione.  Lo studente dovrà avere acquisito conoscenze relative alla struttura degli acidi nucleici e ai processi ad essi associati includenti la replicazione, il riparo, la trascrizione, la traduzione. Queste acquisizioni dovranno servire allo studente per apprendere la tecnologia del DNA ricombinante per la manipolazione degli acidi nucleici.

D2 - Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Lo studente dovrà essere in grado di  utilizzare le conoscenze acquisite in realtà biomediche,  industriali, per lo sviluppo di nuovi composti di interesse farmaceutico o in generale in contesti lavorativi e professionali multidisciplinari relativamente alle scienze farmaceutiche.

D3 - Autonomia di giudizio.   In sede di esame lo studente dovrà dimostrare di aver compreso le caratteristiche chimiche degli acidi nucleici  e dei loro ruoli nel contesto cellulare ed avere maturato la capacità  di collegare i vari argomenti  

D4 - Abilità comunicative. Lo studente dovrà saper trasferire le conoscenze acquisite ai propri colleghi e superiori utilizzando un linguaggio appropriato  e chiarezza espositiva

D5 - Capacità di apprendimento.  Lo studente dovrà utilizzare al meglio il materiale fornito dal docente e quello che egli stesso dovrà reperire anche per aggiornamenti futuri se sufficientemente stimolato durante il corso.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Modalità didattiche

Lezioni frontali e laboratori didattici. 

Sono consigliabili sia la frequenza delle lezioni frontali che  dei laboratori didattici 

Obblighi

Gli studenti devono avere acquisito le conoscenze di biologia della cellula

Testi di studio

Francesco Amaldi, Piero Benedetti, Graziano Pesole, Paolo Plevani.:Biologia Molecolare. terza edizione Casa  Editrice Ambrosiana

Benijamin Lewin, Jocelyn E. Krebs, Elliot S. Goldstein, Stephen T. Kilpatrick:Il gene X Casa Editrice Zanichelli

Modalità di
accertamento

La valutazione dello studente avverrà tramite una verifica scritta delle conoscenze e competenze acquisite durante la parte pratica e una verifica orale finale. Il voto finale sarà dato dalla somma dei due (max 30 lode/30). La valutazione finale terrà conto del livello di conoscenza dei contenuti nonché delle capacità espositive e di ragionamento dimostrate nella discussione condotta sugli argomenti richiesti. A questa va aggiunto il contributo della prova di laboratorio.

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.