BIOLOGIA MOLECOLARE

Modulo di BIOLOGIA MOLECOLARE

Insegnamento integrato di GENOMICA STRUTTURALE E FUNZIONALE DEGLI ORGANISMI E DEI MICRORGANISMI PATOGENI

Responsabile: Prof.ssa PAOLA TUCCI

Anno di corso: 2

CFU: 4

Settore: BIO/11 – Biologia Molecolare

1. Obiettivi formativi e programma dettagliato

Gli obiettivi formativi del corso sono coerenti con quelli del percorso formativo del CdS.

In relazione ai 5 Descrittori di Dublino, i risultati di apprendimento attesi al termine del corso includono:

COMPETENZE SPECIFICHE

D1. Conoscenza e capacità di comprensione: conoscere e comprendere i principi di base della biologia molecolare, i meccanismi molecolari della replicazione del DNA, della trascrizione e della traduzione, e i meccanismi alla base della regolazione dell'espressione genica e dell'espressione proteica. Acquisire la conoscenza di questi processi negli organismi procariotici ed eucariotici, compreso l'uomo, e delle problematiche relative alle tecniche più comuni in ambito molecolare.  Il conseguimento di tali conoscenze sarà supportato e garantito da lezioni frontali in aula, dai libri di testo e, se previsto, dall’eventuale materiale didattico fornito dal docente.

D2. Capacità di applicare le conoscenze e la comprensione: affrontare e risolvere semplici problematiche di biologia molecolare, applicando il sapere in ambito diagnostico.

COMPETENZE TRASVERSALI

D3. Autonomia di giudizio: elaborare autonomamente le informazioni acquisite durante il corso.
D4. Abilità comunicative: acquisire una terminologia specialistica, in modo da comunicare con chiarezza e con un linguaggio appropriato tutte le informazioni apprese.

D5. Capacità di apprendimento: aggiornare o ampliare le proprie conoscenze attingendo in autonomia a testi e articoli scientifici e acquisire la capacità di seguire seminari specialistici, conferenze, ecc. nel campo della biologia molecolare.

PROGRAMMA

BLOCCO 1

Introduzione alla biologia molecolare. Struttura chimica degli acidi nucleici. Struttura fisica del DNA: la doppia elica e i suoi parametri strutturali. Proprietà termiche del DNA. Topologia del DNA e DNA topoisomerasi. Struttura dell’RNA: funzione e conformazioni. Organizzazione e impacchettamento del DNA eucariotico. Struttura della cromatina. Struttura del genoma: nucleosomi, centromeri, telomeri. Struttura e organizzazione dei genomi eucariotici. Progetto genoma umano. Progetto Encode. Genoma mitocondriale.

BLOCCO 2

Replicazione semiconservativa del DNA: Esperimento di Meselson e Stahl. Meccanismo di replicazione del DNA nei procarioti. Meccanismo di replicazione del DNA negli eucarioti. Danni al DNA. Mutazioni. Sistemi di riparazione del DNA. Ricombinazione.

BLOCCO 3

Trascrizione nei procarioti. Regolazione della trascrizione nei procarioti: operone lac e operone del triptofano. Trascrizione e regolazione negli eucarioti. Processamento degli rRNA e degli tRNA. Maturazione dell’mRNA: capping, poliadenilazione, splicing ed editing.

 
BLOCCO 4

Codice genetico. Apparato di traduzione e suoi componenti: ribosoma, RNA transfer, RNA messaggero. Meccanismo della sintesi proteica nei procarioti. Meccanismo della sintesi proteica negli eucarioti. Regolazione della traduzione. Regolazione della stabilità e degradazione degli mRNA. Trasporto e localizzazione degli mRNA. Modificazioni e regolazioni post-traduzionali di proteine. Malattie umane dovute a misfolding proteico. Trasporto delle proteine alla destinazione finale. Turn-over proteico. Vie di degradazione delle proteine: sistema ubiquitina-proteasoma. Regolazioni epigenetiche: modificazioni istoniche e rimodellamento della cromatina, metilazione del DNA, imprinting genomico. RNA regolatori negli eucarioti: small interfering RNA, microRNA e long non-coding RNA. Epigenetica e cancro. Epigenetica e invecchiamento.

2. Modalità di verifica dell'apprendimento

Le prove d’esame si svolgono negli appelli previsti dal calendario accademico. Per ogni appello d’esame, la modalità di valutazione dell’apprendimento prevede una prova scritta e/o una prova orale.
La prova scritta consiste in un test di 15 domande a scelta multipla (2 punti per ogni risposta corretta). La durata dell’intera prova sarà di 15 minuti.

La prova orale, della durata di 15 minuti, si articola nell’esposizione, orale e con l’ausilio anche della forma scritta, da parte dello studente di almeno tre specifici argomenti proposti dal docente e relativi ai punti del programma svolto.

Le modalità d'esame saranno adeguate alle particolari esigenze degli studenti e delle studentesse con disabilità certificate o con disturbi specifici di apprendimento (DSA) certificati.

CRITERI DI VALUTAZIONE

L’obiettivo della prova d’esame è verificare il raggiungimento, da parte dello studente, degli obiettivi formativi sopra indicati.

Nel caso di prova scritta, l’esame viene superato se lo studente ottiene un punteggio minimo di 18/30. 
Nel caso di prova orale, l’esame viene superato (voto minimo 18/30), se lo studente espone almeno due degli argomenti proposti in modo sufficientemente chiaro, corretto e completo.
Il criterio di misurazione dell’apprendimento consiste nell’attribuzione di un voto finale espresso in trentesimi, in base alla seguente griglia:

-          30-30 con lode (ottimo): ottima conoscenza di argomenti, ottimo uso del linguaggio, ottime capacità di analisi;

-          27-29 (più che buono): buona conoscenza degli argomenti, buon uso del linguaggio;

-          24-26 (buono): conoscenze di base degli argomenti principali, corretto uso del linguaggio;

-          21-23 (routinaria): conoscenza ma non piena padronanza dei principali argomenti del corso; uso soddisfacente del linguaggio;

-          18-20 (sufficiente): sufficiente conoscenza di base dei principali argomenti del corso e scarso linguaggio tecnico;

-          <18 (Insufficiente): lo studente non possiede una conoscenza accettabile dei contenuti degli argomenti trattati nel corso.

3. Prerequisiti e propedeuticità:

Questo corso presuppone una buona conoscenza della biologia cellulare e della biochimica.

4. Testi di riferimento e materiale didattico: 

-          Amaldi, Benedetti, Pesole, Plevani, BIOLOGIA MOLECOLARE, terza edizione, Ed. Ambrosiana.

-          Allison, FONDAMENTI DI BIOLOGIA MOLECOLARE, Ed. Zanichelli.

-          Nelson, Cox I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER, Ed. Zanichelli.

-          Eventuale materiale didattico fornito dal docente, reso disponibile sulle piattaforme di e-learning dell’Ateneo.

5. Metodi didattici: 

Il corso è organizzato in lezioni teoriche frontali. Le lezioni saranno svolte in aula, in maniera tradizionale, alla lavagna e con l'ausilio di un videoproiettore.

La prima lezione prevede la presentazione delle finalità dell’insegnamento e degli argomenti trattati. Ogni lezione è svolta in modo interattivo per stimolare la partecipazione degli studenti, invitati a discutere gli argomenti trattati nelle lezioni precedenti. Questo al fine di individuare e risolvere eventuali criticità e di promuovere l’acquisizione di un’adeguata padronanza del linguaggio e delle competenze trasversali.