L'obiettivo dell'insegnamento è quello di fornire allo studente gli strumenti culturali per affrontare lo studio dell'organizzazione dei genomi e dei meccanismi molecolari e cellulari alla base dell'espressione genica; verranno inoltre trattati i concetti teorici alla base delle più importanti tecniche di Biologia Molecolare e delle loro applicazioni.

Dal DNA alle proteine. Il DNA come materiale genetico. Struttura chimica e struttura fisica del DNA. La scoperta della struttura a doppia elica. Strutture alternative del DNA (A, B, Z) e superstrutture (s. cruciformi, superavvolgimento, DNA curvo). Struttura dell'RNA. Codice genetico e sintesi proteica. Decifrazione, proprietà ed evoluzione del codice genetico. I componenti dell'apparato di traduzione: ribosomi, mRNA, tRNA e amminoacil-sintetasi. Meccanismo della traduzione nei procarioti e negli eucaroti: inizio, allungamento e terminazione. Regolazioni generali e specifiche della traduzione.
Organizzazione ed evoluzione di geni, cromosomi, e genomi. Contenuto di DNA e complessità genetica; sequenze uniche, e sequenze ripetute del DNA; regioni codificanti e non codificanti del genoma; la struttura esoni/introni dei geni; origine ed evoluzione degli introni; funzioni degli introni; organizzazione ed evoluzione delle famiglie geniche; sequenze semplici e DNA satelliti; organizzazione e struttura dei cromosomi; centromeri e telomeri; istoni, struttura dei nucleosomi e organizzazione della cromatina.
Replicazione del DNA. Replicazione semiconservativa e progressiva del DNA; repliconi, forche di replicazione ed origini; repliconi unidirezionali e bidirezionali; repliconi ed origini di replicazione dei cromosomi procariotici; repliconi ed origini dei cromosomi eucariotici; modelli topologici della replicazione del DNA; replicazione discontinua e frammenti di Okazaki; DNA polimerasi di procarioti ed eucarioti; apparato enzimatico di replicazione; controllo della replicazione; replicazione della cromatina. Trasposoni procariotici ed eucariotici. Cenni ai meccanismi di riparazione del DNA.
Trascrizione e sua regolazione. RNA polimerasi e promotori procariotici; meccanismo di trascrizione e regolazione nei procarioti; il paradigma dell'Operone Lattosio. RNA polimerasi e promotori eucariotici: Pol I, Pol II e Pol III; regolazione della trascrizione negli eucarioti. Fattori di trascrizione. Terminazione, antiterminazione ed attenuazione della trascrizione. Struttura della cromatina e trascrizione: cromatina attiva e rimodellamento della cromatina. Metilazione del DNA e trascrizione.
Processamento dell'RNA. Maturazione dei trascritti nei procarioti: la maturazione degli mRNA del fago T7, e degli rRNA e tRNA di E.coli; autotaglio dell'RNA. Maturazione dell'RNA negli eucarioti; tagli e modificazioni chimiche degli RNA ribosomali; metilazione e pseudouridilazione dell'RNA; snoRNA e snoRNP. Maturazione degli mRNA eucariotici: struttura dell' M7G-cap e della coda di poli(A), meccanismi enzimatici di "capping" e "poliadenilazione". Meccanismi di "splicing" dell'RNA: introni di tipo I e di tipo II; autosplicing; splicing nucleare e spliceosoma; splicing dei tRNA di lievito. "Editing" dell'RNA.
La tecnologia del DNA ricombinante e il clonaggio molecolare. Clonaggio molecolare;  costruzione di librerie di DNA; screening delle librerie e sonde; librerie di espressione; mappatura di restrizione; il polimorfismo di lunghezza dei frammenti  di restrizione (RFLP), sequenziamento del DNA.
 

Lo studente dovrà mostrare il possesso della padronanza delle conoscenze di base relative ai processi che coinvolgono il DNA come materiale genetico, con particolare riferimento alla struttura degli acidi nucleici,  ai meccanismi di duplicazione, trascrizione, modificazione dell’RNA, e sintesi proteica.  Lo studente dovrà mostrare la comprensione dei concetti e delle teorie previsti dal corso; dovrà essere in grado di collegare i vari processi molecolari, usando le conoscenze acquisite con lo studio, e di associare le caratteristiche molecolari di un processo o la struttura di una molecola con la sua funzione nel complesso contesto dei processi alla base della vita cellulare e di un organismo.  Lo studente dovrà acquisire le competenze adeguate per comprendere e discutere una pubblicazione scientifica di elevato livello sugli argomenti del 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

Materiale di supporto alla didattica verrà consegnato durante le lezioni.

Modalità didattiche

Lezioni frontali. 

Testi di studio

LIBRO DI TESTO
F. Amaldi, P. Benedetti, G. Pesole, P. Plevani. BIOLOGIA MOLECOLARE, CEA, 2011.
 
TESTI DI CONSULTAZIONE 
B. Lewin, J.E. Krebs, E.S. Goldstein, S.T. Kilpatrick. IL GENE, Zanichelli, 2011.
L. A. Allison. Fondamenti di biologia molecolare, Zanichelli, 2008.
R. F. Weaver. BIOLOGIA MOLECOLARE, McGraw-Hill, 2009. 
J. D. Watson , T. A. Baker, S. P. Bell, A. Gann, M. Levine, R. Losick. BIOLOGIA MOLECOLARE DEL GENE, Zanichelli, 2009.
J. D. Watson, A.A. Caudy, R.M. Myers, J.A. Witkowski. DNA RICOMBINANTE, Zanichelli, 2009.

Modalità di
accertamento

La valutazione finale del percorso formativo verrà effettuata mediante prova scritta e verifica orale. La prova scritta consiste in 6 quesiti a risposta multipla e 4 domande a risposta aperta. I quesiti a risposta multipla valgono in totale 4 punti, mentre i quesiti a risposta aperta consentono di ottenere al massimo 6 punti. Il voto finale viene calcolato come somma dei punti ottenuti nello scritto con quelli ottenuti nella prova orale. Durante il corso verranno proposti test di autovalutazione agli studenti frequentanti, che saranno utili per la valutazione finale. 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. Inoltre per la valutazione dello studente verrà considerata anche la partecipazione attiva alle lezioni.

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.

Modalità didattiche

Gli stessi degli studenti frequentanti.

Testi di studio

Gli stessi degli studenti frequentanti.

Modalità di
accertamento

Le stesse degli studenti frequentanti.

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.