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Alexis GRANDE
Professore Associato
Dipartimento di Scienze Biomediche, Metaboliche e Neuroscienze sede ex-Sc. Biomediche
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Insegnamento: Biologia e genetica
Medicina e chirurgia (Offerta formativa 2022)
Obiettivi formativi
L' obiettivo di questo corso è di fornire agli studenti una solida conoscenza sui meccanismi genetici, cellulari e molecolari, sulle modalità della loro regolazione e sul ruolo che la loro alterazione può rivestire nello sviluppo di malattie umane.
Prerequisiti
Il pre-requisito fondamentale per frequentare questo corso è rappresentato da una conoscenza di base sulle proprietà chimiche e strutturali delle macromolecole biologiche come DNA, RNA e proteine.
Programma del corso
Il programma dell’insegnamento sarà suddiviso in tre parti denominate Biologia Molecolare, Biologia Cellulare e Biotecnologie Mediche e gli argomenti spiegati verranno distribuiti fra le medesime come descritto di seguito.
Biologia Molecolare (3 cfu): ripasso di genetica generale (3 ore); introduzione alla biologia molecolare (3 ore); organizzazione genetica dei genomi (DNA genico, intergenico, unico, ripetitivo) (3 ore); organizzazione fisica dei genomi, struttura dei nucleosomi (DNA nucleosomico, ottamero istonico), complessi di modificazione (acetilazione degli istoni, HAT, HDAC, metilazione degli istoni, HMT, HDM, metilazione del DNA, DNMT) e rimodellamento (ATPasi SWI/SNF e ISWI) della cromatina (3 ore); dinamica e meccanismi della ricombinazione del DNA (omologa, non omologa e sito-specifica) (3 ore); replicazione del DNA in procarioti ed eucarioti (3 ore); sistemi di riparazione del DNA (dei malappaiamenti, per escissione di nucleotidi / basi, delle rotture a doppia catena del DNA), sindromi genetiche tumorali associate e ruolo svolto dalla perdita di eterozigosità (4 ore); mutazioni provocate dal malfunzionamento di tali processi e loro conseguenze sulla funzione dei geni (2 ore); trascrizione e sua regolazione nei procarioti (varianti della subunità sigma, operoni del lattosio e del triptofano) (2 ore); trascrizione eucariotica dipendente da RNA polimerasi II (elementi del promotore, complesso di inizio) e sua regolazione (elementi intensificatori e attenuatori, attivatori e repressori trascrizionali), maturazione del pre-mRNA (“capping”, “splicing”, poliadenilazione, “editing”) e degradazione degli mRNA (4 ore); trascrizione, maturazione e ruolo degli RNA non codificanti (rRNA, tRNA, miRNA e siRNA) (3 ore); traduzione in procarioti ed eucarioti, degradazione regolata delle proteine (sistema delle ubiquitine) (3 ore).
Biologia Cellulare (3 cfu): smistamento delle proteine al citosol, al nucleo, alla via secretoria (trasferimento e ripiegamento delle proteine all’ER, N-glicosilazione ed O-glicosilazione nell’ER e nel Golgi, via lisosomiale, esocitosi regolata e costitutiva) (6 ore); endocitosi mediata da recettore, meccanismi molecolari del traffico vescicolare, malattie correlate (3 ore); vie di segnalazione (dei recettori nucleari, dei GPCR, dei recettori tirosin-chinasici, dei recettori citochinici, del TGF-beta, della beta-catenina, della proliferazione dipendente da ancoraggio, di NF-kB), malattie correlate (9 ore); regolazione molecolare delle fasi G1, S, G2 ed M del ciclo cellulare, ruolo svolto dai complessi Cdk – cicline, finalità dei “checkpoint” dei segnali mitogenici e stress genotossici, sindromi genetiche tumorali associate (4 ore); regolazione molecolare dell’apoptosi, ruolo e bersagli delle caspasi, via intrinseca (proteine Bcl) ed estrinseca (TNF-alfa, Fasl) (2 ore); definizione, finalità e regolazione trascrizionale del differenziamento, differenziamento delle cellule ematopoietiche, malattie correlate (leucemia mieloide acuta, talassemia) (6 ore); proprietà biologiche delle cellule tumorali, meccanismi di attivazione di protooncogeni e inattivazione di anti-oncogeni, oncogenesi virale ad RNA e a DNA, progressione tumorale, classificazione di protooncogeni e anti-oncogeni, basi molecolari delle terapie anti-tumorali selettive (6 ore).
Biotecnologie Mediche (1 cfu): analisi molecolare (FISH, elettroforesi su gel di agarosio, Southern blot, dot blot, DNA microarray, sequenziamento del DNA), tecnologie del DNA ricombinante (librerie geniche, vettori di espressione, terapia genica) (6 ore); colture cellulari (colture primarie, linee cellulari), analisi cellulare (morfologica, citofluorimetrica) (6 ore).
Metodi didattici
L’insegnamento verrà svolto in presenza, mediante lezioni frontali tenute in lingua italiana, per le quali la frequenza sarà obbligatoria. Gli argomenti del programma verranno trattati in un ordine logico, finalizzato a costruire una visione di insieme della disciplina. Agli studenti che lo richiederanno, il docente fornirà anche chiarimenti aggiuntivi per via telefonica, mediante “e-mail” o di persona a seguito di appuntamento appositamente concordato.
Testi di riferimento
Appunti di lezione (Lecture notes).
Le basi cellulari delle malattie onco-ematologiche, A. Grande, casa ed. libreriauniversitaria.it
Biologia Cellulare e Genetica, autori vari, casa ed. Piccin.
Verifica dell'apprendimento
La fine delle lezioni sarà immediatamente seguita da una prova preliminare in forma scritta, contenente dieci domande aperte, finalizzate a verificare le conoscenze di genetica generale, per consolidare le quali verrà anche fornito agli studenti un apposito glossario. Il tempo concesso sarà di trenta minuti e, per superare la prova, sarà necessario rispondere in modo corretto a tutte le domande. Non verrà espresso un punteggio numerico e i risultati saranno comunicati agli studenti mediante posta elettronica entro due settimane dalla prova.
L’esame vero e proprio si svolgerà successivamente in forma scritta, con un tempo consentito di due ore, proponendo allo studente due domande aperte di cui una di biologia molecolare e una di biologia cellulare. Le domande saranno anche formulate in modo da valutare la effettiva padronanza raggiunta nella disciplina e disincentivare l’apprendimento meramente mnemonico degli argomenti studiati. Il punteggio assegnato sulla parte di Biologia e Genetica 2, andrà a formare una media ponderata con quello di Biologia e Genetica 1, ottenendo in questo modo il voto finale di Biologia e Genetica. L’esito verrà comunicato agli studenti entro una settimana dall’esame mediante posta elettronica e contestualmente pubblicato sul sito “web” “esse3”.
Risultati attesi
Sulla base della impostazione e dei contenuti del corso, della discussione svolta in classe durante le lezioni frontali e della modalità di esame, ci si aspetta che lo studente acquisisca la capacità di comprendere gli argomenti trattati, di comunicarli efficacemente e di utilizzarli in modo creativo, sviluppando su di essi una propria autonomia di giudizio. In particolare ci si aspetta che abbia acquisito la capacità di descrivere con padronanza i meccanismi responsabili della trasmissione ereditaria dei caratteri e delle malattie, nonchè il ruolo svolto dai processi molecolari e cellulari trattati nella vita cellulare normale e le alterazioni che essi subiscono in corso di malattia.