GENOMICA DEGLI EUCARIOTI

Il laureato in BCM, con l’insegnamento di GENOMICA DEGLI EUCARIOTI amplia ed approfondisce le conoscenze di base in ambito biomolecolare acquisite con la laurea di primo livello. Matura, inoltre, una comprensione integrata dei fenomeni biologici e una preparazione scientifica avanzata a livello cellulare/molecolare, evoluzionistico e dei meccanismi dell’ereditarietà. In dettaglio, il Corso ha lo scopo di approfondire le conoscenze sull’organizzazione del genoma degli eucarioti nei cromosomi metafasici e nei nuclei interfasici, anche sotto l’aspetto evoluzionistico. Particolare attenzione sarà anche rivolta verso l’acquisizione delle conoscenze relative alla correlazione tra architettura della cromatina ed espressione genica. Dal punto di vista applicativo, il corso si prefigge inoltre di fare acquisire agli studenti competenze metodologiche relative all’analisi dei cromosomi umani e di sequenze genomiche utilizzabili in vari ambiti lavorativi pubblici e privati.

Il genoma degli eucarioti - Visione generale delle dimensioni, del contenuto genico e dell'organizzazione delle sequenze nel genoma nucleare e nei genomi degli organelli citoplasmatici. Aspetti generali dell'evoluzione del genoma nucleare.Metodi di studio dei cromosomi - Le colture di cellule in vitro. Tecniche standard per la preparazione di cromosomi metafasici e prometafasici. I bandeggi cromosomici: bandeggi strutturali e bandeggi dinamici. Il Sistema Internazionale per la Nomenclatura in Citogenetica (ISCN). Il riconoscimento dei cromosomi umani con il bandeggio G. I cariotipi dei Vertebrati. I microcromosomi di Uccelli e Rettili. L’ibridazione in situ fluorescente: principi generali, metodi di marcatura delle sonde e di rilevazione del segnale. L’ibridazione su cromosomi, su nuclei e su fibre di cromatina. Lo studio dei genomi a livello cromosomico nella post-genomica.Organizzazione composizionale del genoma nucleare - Il gradiente di CsCl per lo studio dei genomi. Il DNA della banda principale e il DNA satellite. Caratteristiche composizionali del genoma dei Vertebrati eterotermi ed omeotermi. Il frazionamento composizionale del DNA genomico. Le isocore. Caratteristiche strutturali e funzionali associate alle isocore. L'organizzazione composizionale del genoma delle piante.Evoluzione composizionale del genoma eucariotico - Modelli di evoluzione del genoma dei vertebrati. Il “major compositional shift” e il "minor compositional shift". Il neogenoma e il paleogenoma. Ipotesi sull'origine delle isocore ricche in GC.Organizzazione strutturale e funzionale del genoma eucariotico - Centromeri, telomeri e origini di replicazione:funzione e organizzazione. Le sequenze altamente ripetute e mediamente ripetute: caratteristiche e distribuzione cromosomica. Le sequenze ripetute altamente polimorfiche e il loro utilizzo nei protocolli standard per l’identificazione genetica in criminalistica e per l’analisi del legame di filiazione. Le sequenze L1 e Alu. Le famiglie geniche e gli pseudogeni. La distribuzione genica non uniforme nei cromosomi dei Vertebrati omeotermi. Le bande T. Le mappe composizionali dei cromosomi dei Vertebrati. Correlazione tra sequenza nucleotidica, isocore e bande cromosomiche. Le bande H3+ e le bande L1+: caratteristiche e distribuzione nei cromosomi umani. L’organizzazione dei cromosomi in interfase. I territori cromosomici e i domini intercromosomici. Distribuzione dei cromosomi e dei geni nel nucleo. Localizzazione e conformazione del DNA delle bande H3+ ed L1+ nei nuclei interfasici.Il trascrittoma e l'organizzazione della cromatina - I geni costitutivi e i geni tessuto-specifici: caratteristiche composizionali e strutturali e distribuzione cromosomica. Livello di espressione delle bande cromosomiche. Correlazione tra distribuzione genica, struttura della cromatina ed espressione genica. Caratteristiche della cromatina trascrizionalmente attiva e trascrizionalmente inattiva. Le modificazioni transitorie della cromatina e gli enzimi che rimodellano la cromatina. L’acetilazione degli istoni. La metilazione del DNA e l’imprinting genomico.L’eterocromatizzazione e l’inattivazione del cromosoma X: il gene Xist.

Bernardi. Structural and evolutionary genomics. Elsevier, Amsterdam, 2004.
Materiale didattico integrativo sarà fornito dal docente durante le lezioni.