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È richiesta la conoscenza dei contenuti delle seguenti discipline: Chimica Generale ed Inorganica, Citologia e Istologia, Chimica Organica, Chimica Biologica.

Sono previste sia lezioni teoriche in aula (5 CFU, 40 ore) che esercitazioni pratiche in laboratorio svolte (1 CFU, 8 ore).
Le lezioni a contenuto teorico saranno erogate anche in streaming attraverso il collegamento via Teams alla lezione erogata in aula (modalità telematica sincrona). A supporto delle lezioni teoriche, nella piattaforma Moodle di Scienze vengono inseriti: materiale didattico, istruzioni e protocolli delle esercitazioni di laboratorio e schede di prenotazione per le esercitazioni di laboratorio.

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire le conoscenze relative alla struttura e alla funzione degli acidi nucleici e delle proteine che con essi interagiscono, ai meccanismi molecolari alla base dei processi di duplicazione del DNA, trascrizione e maturazione dei diversi tipi di RNA, traduzione e regolazione dell’espressione genica, anche attraverso la comprensione delle procedure sperimentali che hanno portato alle attuali conoscenze.

Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite allo studio di altre materie quali la Genetica, la Biologia dello Sviluppo, la Biologia Cellulare per le quali è necessario conoscere i meccanismi di funzionamento e di regolazione dell’espressione del materiale genetico. Sarà in grado, inoltre, di applicare alcune tecniche di base di manipolazione e analisi degli acidi nucleici, di ricercare sequenze di acidi nucleici e proteine in database presenti nel web.

Le esercitazioni di laboratorio nonché le discussioni sulle attività pratiche eseguite e sui risultati conseguiti contribuiranno a migliorare il grado di autonomia dello studente e la sua capacità di valutare criticamente dati scientifici. Inoltre l’esecuzione delle suddette esercitazioni in piccoli gruppi promuoverà le attività di coordinamento e la capacità comunicativa.

Contenuti (lezioni frontali 5 CFU, 40 ore):
Gli acidi nucleici come materiale genetico.
Struttura del DNA. Diversi tipi di doppia elica. Polimorfismi strutturali. Proprietà chimico-fisiche, denaturazione e rinaturazione. Effetto ipercromico e Tm.
Struttura dell’RNA. Elementi di struttura secondaria e terziaria.
Struttura e funzione delle proteine. Domini strutturali e funzionali. Interazioni proteina-proteina. Interazioni proteina-acidi nucleici. Interazioni proteina-ligando. Folding e Chaperoni molecolari.
Topologia del DNA.
Struttura della cromatina e dei nucleosomi. Le proteine istoniche.
La replicazione del DNA. Esperimento di Meselson e Stahl. Formazione delle forche di replicazione. Sintesi semidiscontinua del DNA. Sintesi coordinata del filamento guida e del filamento copia. Le DNA Polimerasi procariotiche ed eucariotiche. Le origini di replicazione. Regolazione dell’inizio della replicazione nei procarioti e negli eucarioti.
La trascrizione. Le diverse classi di RNA: RNA messaggero, RNA transfer, RNA ribosomale, piccoli RNA nucleari, piccoli RNA nucleolari.
Trascrizione dei geni procariotici. RNA Polimerasi. Promotori e terminatori.
Trascrizione dei geni eucariotici. RNA Polimerasi I, II e III. Promotori, enhancers. Fattori di trascrizione dell’apparato basale. Attivatori e repressori. Modificazioni della cromatina.
La maturazione dell’RNA. Maturazione di RNA ribosomali e transfer. Maturazione di RNA messaggeri. Reazioni di capping e di poliadenilazione. Splicing: spliceosoma, snRNA e snRNP. Splicing alternativo.
La traduzione. Il tRNA come adattatore: struttura secondaria e terziaria. Le basi modificate. Il codice genetico. Le amminoacil-tRNA sintetasi e le regole d’identità.
L’organizzazione del ribosoma. Le fasi della sintesi proteica. I fattori d’inizio, di allungamento e di terminazione procariotici ed eucariotici. Il ruolo dell’RNA ribosomale nella sintesi proteica.
Tecniche
Metodi di estrazione e analisi del DNA: Tecnologie del DNA ricombinante, PCR, enzimi di restrizione, vettori, clonaggio, Elettroforesi su gel di agarosio, Southern blotting, sonde di ibridazione.
Metodi di estrazione e analisi di RNA: Northern Blotting, Real-Time PCR.
Analisi di proteine: Elettroforesi su PAGE-SDS. Western blot.

Il livello di apprendimento è valutato attraverso una prova orale durante la quale vengono poste allo studente tre domande.
Per gli di studenti con disabilità/invalidità o disturbo specifico di apprendimento (DSA), che abbiano fatto debita richiesta di supporto per affrontare lo specifico esame di profitto all’Info Point Disabilità/DSA dell’Ateneo. le modalità di esame saranno adattate alla luce di quanto previsto dalle linee guida di Ateneo (https://www.univpm.it/Entra/Accoglienza_diversamente_abili)

Le domande sono volte ad accertare la conoscenza e la comprensione da parte dello studente degli argomenti trattati durante le lezioni frontali e durante le esercitazioni di laboratorio.

Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto finale è uguale o maggiore a 18. È possibile l’assegnazione del massimo dei voti con lode (30 e lode).

Ogni risposta viene valutata con un punteggio compreso tra zero e dieci. Il risultato è calcolato come somma dei punteggi ottenuti alle singole domande. La lode può essere attribuita quando il punteggio ottenuto dalla precedente somma raggiunga il valore di 30 e contemporaneamente lo studente abbia dimostrato piena padronanza della materia e un’ottima capacità di esposizione.
Trattandosi di un Corso integrato il voto finale rappresenterà la media dei voti ottenuti nei singoli moduli.

Biologia molecolare del gene. J.D. Watson, T.A. Baker, S.P. Bell, A. Gann, M. Levine, R. Losick. Casa Editrice Zanichelli. VIII edizione. 2022.