GENETICA MOLECOLARE E BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Anno accademico 2019/2020 - 1° anno - Curriculum Biologia cellulare e molecolare- GENETICA MOLECOLARE: Giancarlo Rappazzo
- BIOTECNOLOGIE MICROBICHE: Maria Carmela Santagati
SSD
- BIO/18 - Genetica
- BIO/19 - Microbiologia generale
Semestre: 2°
ENGLISH VERSION
Obiettivi formativi
- GENETICA MOLECOLARE
Il Corso si propone di istruire gli studenti all'uso dei principali metodi di indagine finalizzati all'analisi del genotipo, in particolare - in considerazione delle sue peculiarità e del grado di approfondimento oggi disponibile - del genotipo umano. In particolare, saranno approfondite le molteplici interazioni fra genotipi e fenotipi a livello cellulare-molecolare. Gli studenti saranno indirizzati alla scelta e uso di database on-line (bibliografici, tematici, di sequenza, strutturali) per l'analisi molecolare. Inoltre saranno svolte dimostrazioni pratiche in laboratorio.
- BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Il modulo di BIOTECNOLOGIE MICROBICHE si propone di ampliare ed approfondire le conoscenze di genomica microbica rivolgendo particolare attenzione alla organizzazione genica (uso di database genomici e tools bioinformatici per l’analisi dei dati), alla trascrittomica, al ruolo di elementi genetici mobili, alle modalità di trasferimento genico orizzontale ed alle tecniche di DNA ricombinante indirizzate anche ad una sua applicazione in ambito biotecnologico. Nel corso vengono approfondite le conoscenze sul microbiota/microbioma umano con analisi metagenomica e su ceppi batterici produttori di batteriocine con caratteristiche probiotiche. Seguendo il corso gli studenti maturano inoltre, una comprensione integrata dei fenomeni biologici e una preparazione scientifica avanzata a livello morfologico/funzionale, cellulare/molecolare dei microrganismi.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
- GENETICA MOLECOLARE
Lezioni frontali; laboratorio didattico
- BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
lezioni frontali, attività di laboratorio , seminari
Prerequisiti richiesti
- GENETICA MOLECOLARE
Genetica Mendeliana: geni, alleli, loci; segregazione; associazione; ricombinazione; mutazioni. Fenotipo e genotipo. Basi della variabilità individuale e specifica. Relazioni fra organismo e ambiente. Struttura del DNA e dell'RNA.
- BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
microbiologia generale e genetica dei microganismi
Frequenza lezioni
- GENETICA MOLECOLARE
Obbligatoria, secondo quanto stabilito da Corso di studio.
- BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
obbligatoria
Contenuti del corso
- GENETICA MOLECOLARE
Polimorfismi genetici e marcatori molecolari:I polimorfismi del DNA; misura dell'eterozigosità; analisi dell'associazione; mappe genetiche e mappe fisiche. Applicazioni dell'analisi dei polimorfismi del DNA agli studi su evoluzione, patologia, antropologia, farmacologia, discipline forensi. Dupliconi e CNV: metodi di indagine e effetti fenotipici. Principali database di sequenza: metodi di consultazione ed analisi bioinformatiche. Lo studio della organizzazione funzionale della cromatina; l'imprinting genomico e sue implicazioni nello sviluppo e nella patologia; oncogeni e oncosoppressori; geni e loci coinvolti nel ritardo mentale; le patologie mitocondriali.
- BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
L’era genomica ed i genomi microbici. Analisi del genoma batterico e caratterizzazione di elementi genici ( trasposoni e plasmidi). Principi di DNA sequencing, mutagenesi, PCR, progettazione di primers, Real-Time PCR indirizzati allo studio della genetica batterica. Analisi di sequenze, comparazione di sequenza nucleotidiche e aminoacidi ed uso di tools bioinformatici. Studio dei sistemi CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) e sue applicazioni. Applicazione della diagnostica molecolare ( DNA ed immunologica, anticorpi monoclonali). Probiotici, batterioterapia e loro applicazioni, analisi di microbiomi. Studio dei sistemi toxin e antitoxin ( TA), sRNA e riboswitch.
Testi di riferimento
- GENETICA MOLECOLARE
Saranno proposti articoli della letteratura scientifica riguardanti i differenti argomenti trattati.
- BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
- Biologia dei microrganismi, Gianni Deho, Enrica Galli
- Molecular Genetics of Bacteria- Jeremy Dale Editor John Wiley and Sons
- articoli scientifici
Programmazione del corso
| GENETICA MOLECOLARE | |||
| Argomenti | Riferimenti testi | ||
|---|---|---|---|
| 1 | Il DNA come materiale genetico: stabilità, energia, mutabilità. | diapositive | |
| 2 | Mutazioni puntiformi e polimorfismi del DNA; tecniche di indagine molecolare basati su PCR: sequenziamento, ASO, PCR-RFLP; Snapshot, NGS. | diapositive | |
| 3 | Associazione, aplotipi, linkage equilibrium e linkage disequilibrium. Significato biologico e metodologico degli studi di linkage. | diapositive | |
| 4 | Applicazioni dei polimorfismi nell'analisi genetica; mappe genetiche e mappe fisiche. | diapositive | |
| 5 | Principali database di sequenza e metodi bioinformatici di consultazione ed analisi. | diapositive | |
| 6 | Mutazioni strutturali; definizione; Dupliconi e CNV; implicazioni nelle patologie di origine genetica; metodi di studio: microarray, FISH, MLPA, NGS. | diapositive e articoli scientifici | |
| 7 | Organizzazione funzionale della cromatina: ehnancer e silencer; interazione con i trans-acting factor; il dominio di cromatina; proteine strutturali del cromosoma; processi di attivazione della cromatina. | diapositive e articoli scientifici | |
| 8 | Modificazioni e controllo epigenetico dell'attività trascrizionale; la metilazione del DNA; significato ed esempi di DNA metilato. | diapositive e articoli scientifici | |
| 9 | Imprinting genomico nelo sviluppo e nel differenziamento; fenotipi e patologie riferibili all'imprinting genomico. | diapositive e articoli scientifici | |
| 10 | Il cancro come malattia genetica; fenotipi cellulari tumorali; la trasformazione neoplastica e gli oncogeni; il controllo e la deregolazione del ciclo cellulare; la teoria di Knudson sugli hit multipli; oncosoppressori e loro analisi genetica | diapositive e articoli scientifici | |
| 11 | Il differenziamento dei neuroblasti; le nuove definizioni di ritardo mentale; aspetti genetici della sindrome di Down, sindrome ATRX, sindrome dellX fragile. | diapositive e articoli scientifici | |
| BIOTECNOLOGIE MICROBICHE | |||
| Argomenti | Riferimenti testi | ||
| 1 | • L’era genomica ed i genomi microbici. Genetica e genomica batterica indirizzata anche allo studio dei nuovi target identificativi per una diagnostica molecolare (PCR e progettazione di primers, Real-Time PCR, DNA sequencing; analisi di sequenza ed uso di tools bioinformatici) | ||
| 2 | • Studio dei sistemi CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) e sue applicazionii | ||
| 3 | • Strategie di mutagenesi sito specifica indirizzati allo studio della genetica batterica. | ||
| 4 | • Applicazione della diagnostica molecolare ( DNA ed immunologica, anticorpi monoclonali) | ||
| 5 | • Bersagli e saggi per scoprire nuovi agenti antibatterici: sistemi Toxin–antitoxin (TA) systems , sRNA, riboswitch | ||
| 6 | • Microbiomi, Probiotici e loro applicazioni in batterioterapia | ||
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
- GENETICA MOLECOLARE
L'esame sarà svolto in forma orale e consisterà nella illustrazione di almeno due pubblicazioni riguardanti ricerche di genetica molecolare riportate dalla letteratura scientifica recente. Saranno valutati sia la capacità di interpretare i dati sperimentali in senso genetico, sia le capacità di analisi e di sintesi. Gli argomenti non sono limitati a quelli trattati nel corso, purché gli articoli scelti abbiano una chiara impronta genetica.
- BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
L'esame è in forma orale sugli argomenti svolti durante il corso.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
- GENETICA MOLECOLARE
Le domande saranno formulate sulla base degli articoli proposti dal candidato.
- BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Spiega l'organizzazione di un genoma microbico