Il corso si propone di fornire gli strumenti teorici e metodologici che consentano di affrontare in modo adeguato problemi attuali di ricerca nel campo della biologia molecolare della cellula. In particolare verranno approfondite le conoscenze sui principali meccanismi cellulari e molecolari che regolano i processi biologici alla base della vita e della morte della cellula. Gli argomenti affrontati consentiranno di individuare i processi biologici come determinanti il corretto funzionamento cellulare e comprendere il nesso tra alterazioni delle strutture cellulari ed importanti patologie. Saranno discusse le teorie più aggiornate riguardanti: l'analisi molecolare dei genomi, il controllo dell'espressione genica, la regolazione del ciclo cellulare, l'analisi delle cellule nel loro contesto sociale. Verranno inoltre ripresi ad approfonditi i concetti teorici e pratici alla base delle più importanti tecniche di biologia molecolare, indicandone le loro più recenti applicazioni in campo biomedico.

Parte prima:
Le componenti del genoma umano.
Organizzazione strutturale dei cromosomi eucariotici.
I cromosomi a spazzola e i cromosomi politenici.
Il compattamento del DNA cromosomico nelle fibre di cromatina, i nucleosomi.
La regolazione della struttura della cromatina.
Il numero dei geni, le famiglie geniche: i geni per le globine, l'RNA ribosomale ed il tRNA.
Sequenze ripetute in tandem: il DNA satellite, micro satellite e minisatellite.
Sequenze ripetute disperse nel genoma: le sequenze SINES e LINES.
Gli introni e le regioni intergeniche.
Il mantenimento della sequenza del DNA: la ricombinazione omologa, la trasposizione e la ricombinazione sito-specifica conservativa.
La frequenza di mutazione e la riparazione del DNA.
Metodi per l'identificazione di sequenze geniche: cenni storici e tecniche attuali per il sequenziamento del DNA.

Parte seconda:
La regolazione dell'espressione dei geni eucariotici.
Relazione tra il microambiente nucleare ed espressione genica.
Meccanismi epigenetici: modificazioni degli istoni e metilazione del DNA.
Le RNA polimerasi eucariotiche, i promotori e gli enhancers.
I fattori di trascrizione e i coattivatori, i fattori di trascrizione tessuto specifici.
Tecniche principali per lo studio dell'interazione tra fattori di trascrizione e DNA.
Regolazione dell'espressione genica: i microRNA.
Silenziamento dell'espressione genica: RNA antisenso e RNA interference: metodi di studio e potenziali applicazioni cliniche.
Sintesi, maturazione e degradazione dell'mRNA.
Il non-sense mediated decay: l'approccio read-through per il trattamento di patologie genetiche.
Il trascrittoma, il proteoma e il secretoma.

Parte terza:
Il ciclo cellulare: meccanismi molecolari che controllano la divisione e la crescita cellulare.
Checkpoints del ciclo cellulare.
Eventi che perturbano la progressione del ciclo cellulare.
Modelli per lo studio del ciclo cellulare.
La morte cellulare: apoptosi, autofagia e necrosi.
De-regolazione del ciclo cellulare e cancro.
Le basi molecolari del comportamento delle cellule cancerose.
Le cause del cancro.
Il cancro come processo microevolutivo.
Strategie per combattere il cancro: presente e futuro.
Le cellule nel loro contesto sociale: cellule specializzate, le cellule staminali e rinnovamento tissutale.
Ingegnerizzazione delle cellule staminali: la prospettiva della terapia di sostituzione cellulare.

Modalità didattiche

Lezioni frontali, mediante visualizzazione di slides e videofilmati.

Una parte delle lezioni è svolta mediante lettura di pubblicazioni scientifiche di argomento inerente a quanto trattato nelle lezioni frontali, con particolare riguardo a ricerche di carattere innovativo e contenenti concetti emergenti di biologia molecolare e cellulare. Queste ricerche saranno anche elaborate ed esposte in modo critico dagli studenti stessi.

Testi di studio

TESTO CONSIGLIATO:

Biologia Molecolare della Cellula. B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter. Zanichelli. Quinta edizione. 

TESTI UTILI PER LA CONSULTAZIONE:

Biologia Cellulare e Molecolare, concetti ed esperimenti. G. Karp. EdiSES. Terza edizione.

I capitoli fondamentali e le sezioni utilizzate dei diversi testi saranno indicate agli studenti durante le lezioni.

Modalità di
accertamento

Esame orale.

E' prevista, a metà del corso, la possibilità di effettuare una prova parziale scritta. 

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.