Genetica
Laurea triennale in Scienze Biologiche
MODALITA’ DI ESAME E RISULTATI DELLE PROVE SCRITTE
Informazioni generali sul corso. Leggere attentamente quanto segue.
Il primo semestre prevede lezioni in presenza. Le registrazioni saranno rese disponibili su questa pagina alla fine del corso.
I docenti di riferimento sono la Professoressa Federica Gemignani e la Dottoressa Monica Cipollini.
Vi prego di rivolgervi a loro per ogni richiesta: monica.cipollini@unipi.it
Non
si accede all’esame se non si e’
frequentato compiutamente il laboratorio e se non si sono gia’
sostenute le propedeuticita’.
Alla
prova scritta di esame troverete due domande che riguarderanno i laboratori:
una
domanda vertera’ su quanto appreso in laboratorio (in
presenza) e una vertera’ sul materiale di questa dispensa
che invito a studiare bene.
1) Libri di testo consigliati: a)"Genetica. Principi di analisi formale", by Anthony Griffiths (Zanichelli)
b) Eserciziario di Genetica con guida alla soluzione. Daniela Ghisotti, Luca Ferrari. Ed. Piccin.
c) DISPENSA RELATIVA ALLA ESPERIENZA DI LABORATORIO. SCARICA QUI.
Questa dispensa costituisce il materiale utile da studiare per rispondere adeguatamente alla domanda di esame relativa all’esperienza di laboratorio.
2) Tipologia di lezioni: 7 crediti sono costituite da lezioni di tipo frontale.
1 credito e’ costituito da esercitazioni interattive con domande a risposta multipla e risoluzione di problemi numerici di genetica formale.
(68 ore complessive) 1 credito e’ costituito da 16 ore di laboratorio
3) Attivita’ aggiuntive Laboratorio di Biologia Sperimentale. Colture di linfociti di sangue periferico vengono trattate con sostanze mutagene/clastogene e si effettuera’ il riconoscimento e il conteggio delle aberrazioni cromosomiche indotte. Consultare il link e scrivere a monica.cipollini@unipi.it per essere messi in lista di attesa (si consiglia di prenotarsi con largo anticipo dato che non si possono accettare piu’ di 8 studenti a semestre).
Per le tesi di tipo triennale, seguire questi videotutorial: (a) e (b).
4) Il programma del corso: Calendario e programma degli argomenti trattati sono riportati di seguito. Gli appelli successivi al 30/05 saranno incentrati sul programma dell'a.a precedente. Quelli dal 01/06 si tengono sull’ultimo anno di corso. Si consiglia di comparare i programmi ed eventualmente aggiornare la preparazione. Le modifiche annuali sono molto contenute al fine di permettere a tutti gli studenti di procedere con l’esame anche avendo seguito il corso negli anni meno recenti.
5) I ricevimenti: Non esiste un orario specifico di ricevimento. Occorre prenotare un appuntamento col docente all'indirizzo: stefano.landi@unipi.it
NELLO SCRIVERE LE POSTE ELETTRONICHE
AL DOCENTE SI RACCOMANDA DI NON UTILIZZARE PIU’ IL VECCHIO INDIRIZZO slandi……. POICHE’ VIENE
CONSULTATO MOLTO RARAMENTE.
UTILIZZATE
UNICAMENTE L’INDIRIZZO: stefano.landi@unipi.it
SCRIVETE
SEMPRE UTILIZZANDO IL VOSTRO INDIRIZZO ISTITUZIONALE (….unipi.it).
NON USARE e-mail PRIVATE CHE SONO FILTRATE DAL SISTEMA ANTI-SPAM.
Non utilizzare e-mail
CON ….google.com …yahoo.com… ETC che vengono eliminate
dall’anti-spam).
Si ricorda che non si accede all’esame se non si e’ frequentato compiutamente il
laboratorio e non si sono gia’ sostenute le propedeuticita’.
7) Consigli: All'esame ci si presenta con:
1) FOGLIO PER BRUTTA COPIA
2) CALCOLATRICE,
3) DOCUMENTO DI IDENTITA',
4) PENNA (BLU O NERA).
5) COMPUTER PORTATILE (in grado di rimanere carico per almeno 2 ore e in grado di collegarsi alla rete WiFi. L’esame scritto si svolge utilizzando Google Forms) o TABLET con (OBBLIGATORIO) schermo di almeno 10” e stand verticale (non e’ permesso lasciare il tablet in posizione orizzontale).
La consegna forzata della prova scritta al punto in cui essa si trova scatta nel momento in cui si e' sorpresi a copiare da compagno o da appunti o tramite utilizzo di altri mezzi di comunicazione.
8) Domande frequenti o di interesse generale ricevute tramite e-mail: le FAQ (frequently asked questions)
9) Informazioni utili sui laboratori di Genetica. Si invita a contattare direttamente le docenti resposnabili: Professoressa Federica Gemignani (federica.gemignani@unipi.it) e D.ssa Monica Cipollini (monica.cipollini@unipi.it)
CALENDARIO PIANIFICATO PER L’ANNO 2022-2023
Il programma ufficialmente svolto si trova nel Registro delle Lezioni al sito:
https://unimap.unipi.it/registri/registri.php?ri=9583&tmplt=principale.tpl
–Attenzione: i link video potrebbero non partire automaticamente e in certi casi parte solo il file audio.
Nel caso, si consiglia di clickare sul link col pulsante destro del mouse e salvare sul PC il file usando “Salva destinazione con nome”.
Usare poi un player per leggere il file MP4, consigliato VLC player.
I file di 90 minuti corrispondono a circa 2GB. I tempi di scaricamento variano in relazione alla rete.
Anno accademico 2022-2023, programma svolto.
Data |
|
|
|
|
Genetica |
TOT |
|
Giorno |
Mese |
Anno |
Giorno |
Ora inizio |
Ora fine |
ore |
Aula |
29 |
Set |
22 |
Gio |
10h30 |
12h30 |
2 |
NobA |
Diapositive:
Set 1 e Set 2 scaricabile
Recording: Link
Introduzione al corso.
Pillole di statistica. Il calcolo delle probabilita’ e
il test del chi-quadro. Introduzione a Mendel. La vita di Mendel.
Le accortezze
sperimentali, il disegno dello studio. Metodo scientifico. Il lavoro di Mendel:
la prima legge (la dominanza).
3 |
Ott |
22 |
Lun |
13h30 |
15h30 |
4 |
NobA |
Recording: Link
Riepilogo dei 7 fenotipi analizzati da Mendel. Gli esperimenti di Mendel
che producono la seconda legge. Segregazione 3(2:1):1.
Il quadrato di Punnet. Il
test-cross. Enunciazione della seconda
legge di Mendel (segregazione allelica).
Riepilogo e esempio di applicazione del test del chi-quadro al
test-cross.
Prima e seconda legge di
Mendel e l’analisi degli alberi genealogici.
Caratteri autosomici
recessivi, assegnazione dei genotipi nei pedigree e calcolo di probabilita’ dei portatori. Fenilchetonuria.
6 |
Ott |
22 |
Gio |
10h30 |
12h30 |
6 |
NobA |
Recording: Link
Esercizi con inbreeding. Caratteri autosomici dominanti. Il
nanismo acondroplasico. Pedigree e assegnazione dei genotipi. Esadattilia.
Brachidattilia.
Piebaldismo.
Penetranza incompleta, espressivita’ variabile.
Penetranza incompleta e espressivita’
variabile. Sindrome di Marfan.
Corea di Huntignton: esempio di
Penetranza variabile con l’eta’. Esempi di espressivita’
variabile: pelliccia di animali, neurofibromatosi.
Esercizi sulle prime due leggi di Mendel.
10 |
Ott |
22 |
Lun |
13h30 |
15h30 |
8 |
NobA |
Recording:
Link
Ancora esercizi sui pedigree e sulle prime due leggi di Mendel.
La terza legge di Mendel. Incrocio e autoimpollinazione di
diibridi. Segregazione 9:3:3:1. Il quadrato di Punnet
o il calcolo delle
Probabilita’
per predire la progenie. La segregazione indipendente degli alleli di due geni
differenti.
Test cross e verifica della predizione basata sulla terza legge di
Mendel mediante l’utilizzo del test del chi-quadro.
Esercizi sulla terza legge di Mendel.
Concetti di statistica con l’utilizzo di un programma simulante il
lancio di un dado:
1) Scarica il file di Excel.
2) Nel campo giallo T15 inserisci se vuoi un dado truccato (indica
la faccia che preferisci che esca. 0 equivale a dire che il dado non e’ truccato).
3) se hai deciso per una faccia preferenziale del dado truccato
allora specifica nella cella gialla U15 ogni quanti lanci vuoi che esca la
faccia del dado
(un numero basso indica che la faccia truccata esce spesso)
4) vai sul menu “Visualizza” o “View”.
Poi sul tasto a destra “Macro”. Poi su “visualizza Macro”, poi su “Macro1”, poi
clicca “Esegui”
Messaggio: se il numero di lancio e’ troppo basso il test del chi quadro non riuscira’ a identificare una differenza statisticamente
significativa tra le attese (dado regolare) e i dati osservati.
Se immettete una intensita’ di trucco
troppo bassa, non riuscirete a osservare una differenza statisticamente
significativa. Allora dovrete aumentare il numero di lanci (osservazioni).
Se l’intensita’ del trucco e’ elevata, basteranno pochi
lanci.
13 |
Ott |
22 |
Gio |
10h30 |
12h30 |
10 |
NobA |
Diapositive:
Set 3 ; scaricabile
Recording: Link
Ancora esercizi sulle leggi di Mendel, assegnazione dei genotipi,
calcolo di probabilita’
Sintesi di linee pure. Calcolo della percentuale di ibridi in caso
di libera autofecondazione.
Esempio del riso.
Virescenza degli ibridi.
17 |
Ott |
22 |
Lun |
13h30 |
15h30 |
12 |
NobA |
La struttura del DNA, diffrazione, luce e cistallizazione.
Il lavoro di
Rosalind Franklin, Maurice Wilkins, James Watson and
Francis Crick.
Emieliche
antiparallele, polarita’ 5’>3’, aromaticita’ delle basi del DNA, solco maggiore, solco
minore. Gli esperimenti di Cairns e la bolla di replicazione.
Origine di replicazione procariota e eucariota. Meccanismo di inizio
della replicazione del DNA.
Polimerizzazione, sintesi del DNA dal 5’ al 3’. Tipi di DNA
polimerasi (procarioti: I, II, III; eucarioti: alfa, beta, gamma).
Attivita’
polimerasica ed esonucleasica 3’>5’ e 5’>3’.
20 |
Ott |
22 |
Gio |
10h30 |
12h30 |
14 |
NobA |
Recording: Link1
Diapositive: Set 4 ; scaricabile
Attività polimerasica ed esonucleasica
delle DNA polimerasi I (alpha) e III (gamma).
La tautomeria delle basi quale fonte di mismatch (mutazione
spontanea durante la replicazione del DNA).
Forme imminiche e enoliche delle basi
azotate.
Meccanica della polimerizzazione del DNA. Frammenti di Okazaki e
attività delle DNA polimerasi.
Replicazione dei telomeri. Azione della telomerasi. Telomeri e
senescenza cellulare, immortalizzazione cellulare,
cancro e invecchiamento.
Elicasi
di Werner.
Nucleosomi, cromatina e struttura dei cromosomi.
Proteine istoniche, dimensioni del DNA, dei nucleosomi, della
cromatina ai vari livelli di condensazione.
Struttura a “collana di perle”. Fibra da 30nm. Scaffold e loops.
Massima condensazione cromatinica (alla metafase), comparsa dei cromosomi
visibili al microscopio ottico.
Cromatidi fratelli da 700nm cadauno.
Replicazione dell’ottamero. Segnali epigenetici (metilcitosine) e passaggio dell’informazione epigenetica
alle cellule figlie. Istoni e mantenimento dell’informazione epigenetica.
24 |
Ott |
22 |
Lun |
13h30 |
15h30 |
16 |
NobA |
Recording: Link1
Esercizio in aula di riepilogo della seconda legge di Mendel.
Replicazione e segnali epigenetici.
Uno sguardo di insieme del genoma umano. DNA nucleare e DNA
mitocondriale. Similarita’ e differenze.
Il cariotipo umano. Bandeggio G, bandeggio Q.
Il ciclo mitotico. G0, G1, Fase S, G2 e Fase M (mitosi).
27 |
Ott |
22 |
Gio |
10h30 |
12h30 |
18 |
NobA |
Recording: Link1
Diapositive:
Set 5 ; Set 6 ; Set 7 ; Set 8 ; scaricabile
Le fasi della mitosi. Le fasi della meiosi.
Teoria cromosomica dell’eredita’: le basi fisiche per le leggi di Mendel.
Oltre le leggi di Mendel: “Coupling” di Bateson e Punnett.
Morgan e la teorica cromosomica dell’eredita’: le basi fisiche per il “coupling” (linkage, associazione).
Geni associati, geni in linkage.
Le fasi della meiosi e le sottofasi della profase I.
Formazione del complesso sinaptonemale. Fluorescent In Situ Hybridization per lo studio dei domini cromosomici all’interfase.
Ploidia (n) e quantita di DNA (C) durante le fasi della meiosi.
Il crossing-over.
Cicli vitali di organismi diversi. Alcuni aplonti, alcuni diplonti, alcuni aplo/diplonti.
Lo studio della meiosi usando Neurospora crassa (fungo ascomicete) come organismo modello.
Ciclo vitale di N. crassa e le ascospore.
Visualizzazione della segregazione indipendente (III legge di Mendel) nelle ascospore.
31 |
Ott |
22 |
Lun |
|
|
|
|
Lezione non svolta |
1 |
Nov |
22 |
Mar |
|
|
|
|
Festa accademica |
3 |
Nov |
22 |
Gio |
10h30 |
12h30 |
20 |
NobA |
Recording: Link1
Illustrazione del modello di ascospore (N. crassa) per la visualizzazione delle segregazioni di I e II divisione meiotica.
Descrizione di possibili modelli che spiegano come avviene la ricombinazione omologa. I modelli prevedono la formazione dei “nick” sul DNA, uno scambio di emieliche (esiste il modello reciproco-simmetrico e un modello con “ansa a D” asimmetrico), la formazione del DNA eteroduplex e la formazione dell’ “intermedio di Holliday”.
DNA eteroduplex e la conversione genica.
Geni associati (linkage) e distanza di mappa. Caso di mutazioni in “cis” e in “trans”. Identificazione dei gameti ricombinanti in F2 e dei gameti parentali. Calcolo della distanza di mappa genetica.
Esercizi relativi alla distanza di mappa (in centiMorgan, cM) tra due geni.
7 |
Nov |
22 |
Lun |
13h30 |
15h30 |
22 |
NobA |
Recording: Link1
Riepilogo della mappatura a due punti.
Alfred Sturtevant e l’’incrocio a tre punti. Mappatura di 3 geni. Esercizi.
Eredità sessuale.
Determinazione del sesso in uomo e in Drosophila melanogaster.
Descrizione dei cromosomi X e Y.
10 |
Nov |
22 |
Gio |
10h30 |
12h30 |
24 |
NobA |
Recording: Link1
Esempi di incrocio D. melanogaster: occhio bianco x occhio rosso quando il fenotipo recessivo è nella linea pura paterna o in quella materna. Risultato degli incroci della F1 e della F2.
Esempi di caratteri recessivi legati all’X (Daltonismo e Distrofia Muscolare di Duchenne).
Esercizi sull’eredità legata al sesso.
14 |
Nov |
22 |
Lun |
13h30 |
15h30 |
26 |
NobA |
Recording: Link1
Più esercizi sull’eredità Mendeliana e legata al sesso.
Condizioni legate al cromosoma X di tipo dominante.
Inattivazione del cromosoma X (Lyonizzazione).
Eredità legata al cromosoma Y.
Altri esercizi sull’eredità legata al sesso.
La mappatura di più geni legati al cromosoma X. Distanza di mappa e ordine dei geni.
17 |
Nov |
22 |
Gio |
10h30 |
12h30 |
28 |
NobA |
Recording: Link1
Diapositive:
Set 9 ; scaricabile
Ancora esercizi sull’eredità e mappatura di geni legati al cromosoma X
Eredità citoplasmatica.
Evoluzione dell’uomo e aplotipi mitocondriali.
Eteroplasmia e malattie mitocondriali.
Esercizi sull’eredità citoplasmatica.
Interazioni geniche. Due alleli dello stesso locus. Condizioni di dominanza e recessività.
Il lavoro di Beadle e Tatum, i mutanti nutrizionali auxotrofi per l’arginina, un gene = un enzima.
Complementazione negli aploidi.
Un fenotipo= un locus o più loci?
Test di complementazione.
21 |
Nov |
22 |
Lun |
13h30 |
15h30 |
30 |
NobA |
Recording: Link1
Un locus, interazioni tra alleli: la dominanza nei sistemi enzimatici. Malattie metaboliche. Garrod e gli “errori congeniti del metabolismo”.
La dominanza per aploinsufficienza (Sindrome di Alagille).
Dominanza negativa (Osteogenesis imperfecta).
Dominanza per guadagno di funzione (nanismo acondroplastico).
Sindrome di Li Fraumeni: dominanza negativa e con guadagno di funzione.
Dominanza incompleta (o intermedia).
Serie alleliche. (Esempio di trifoglio e gruppi sanguigni umani).
Regole di dominanza e codominanza nel sistema ABO del gruppo sanguigno umano. Dominanza nei gruppi Rh+ e Rh-.
Esercizi sui gruppi sanguigni.
Esempi di dominanza, codominanza, dominanza incompleta, nella anemia falciforme, a seconda del livello di osservazione.
Alleli letali.
Esempi di interazioni di due geni per lo stesso fenotipo (esempio: livrea del serpente corallo).
Complementazione nei diploidi (n geni per un determinato fenotipi). Esempio di mutanti di fiore a petalo bianco o magenta.
24 |
Nov |
22 |
Gio |
10h30 |
12h30 |
32 |
NobA |
Da oggi, in coincidenza con gli orari di lezione, iniziano i turni di Laboratorio di Genetica. Le lezioni frontali e le esercitazioni riprenderanno in Febbraio.
16/02/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA
Recording:
Link1
Complementazione. Complementazione nei diploidi.
Complementazione nelle famiglie. Complementazione nelle linee cellulari.
Altri tipi di interazioni intergeniche:
Epistasi recessiva e dominante (esempi).
Doppie mutazioni con soppressione e doppia
mutazione letale.
tRNA soppressore.
Quantitative trait loci: serie alleliche a
singolo locus (esempio della fosfatasi acida eritrocitaria).
Modello additivo a 3
loci per spiegare un tratto quantitativo (QTL), la genetica sottostante e le
sue regole.
Eredita’ poligenica.
Esercizi.
20/02/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA Questa lezione non sara’
tenuta
23/02/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA 34h Questa lezione non viene tenuta, ci
sono i laboratori.
27/02/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA 36h
Recording: Link1
Ripresa delle lezioni con esercizi
riepilogativi.
Oltre le leggi di Mendel: l’associazione
genetica. “Coupling”, definizione di aplotipo, teoria cromosomica dell’eredita’.
Incroci per lo studio dell’associazione
genetica. La fase gametica (aplotipo) in “cis” e in
“trans” (repulsione).
Presenza dei chiasmi e dei crossing-over.
Rivediamo la meiosi.
02/03/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA 38h
Recording:
Link1
Diapositive: Set 10 ; scaricabile
Mappatura genetica “a due punti”.
Esercizi. Prevedere la progenie, sulla base
della mappa genetica.
Mappatura genetica sul cromosoma X e caratteri
legati al sesso. Tipi di incroci per mappare i geni sull’X.
Relazione tra mappa genetica e mappa fisica.
06/03/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA 40h
Recording: Link1
Esercizi sulla mappatura a due punti.
Mappare 3 geni. Mappatura genetica a “tre
punti”.
Centimorgan e distanza di mappa, intesa come percentuale di
ricombinanti.
Distanze di mappa oltre i 50cM.
Disporre correttamente l’ordine dei 3 geni.
Calcolo della distanza di mappa dei 3 geni.
Calcolo dell’Interferenza.
Illustrazione di uno dei modelli ipotizzati per
la ricombinazione meiotica (modello asimmetrico con ansa a “D”).
Formazione di “DNA heteroduplex”.
Esercizi sull’ incrocio a 3
punti.
09/03/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA 42h
Recording: Link1
Esercizi sulla mappatura a tre punti.
Ciclo aplodiplonte dei funghi, formazione delle
ascospore e “visualizzazione” del DNA eteroduplex.
Genetica di popolazione.
Frequenze fenotipiche, genotipiche, alleliche.
Calcolo.
Condizioni per il verificarsi dell’equilibrio di
Hardy-Weinberg.
Diapositive: Set 11 ; scaricabile
13/03/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA 44h
Recording: Link1
Esercizi di genetica di popolazione.
Simulazioni, effetto della selezione naturale.
Selezione bilanciata. Vantaggio
dell’eterozigote.
Variazione delle frequenze alleliche con
selezione e selezione bilanciata.
La deriva genetica.
Fissazione di un allele.
16/03/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA 46h
Recording: Link1
Esercizi sulla genetica di popolazione.
Regolazione dell’espressione genica procariota. L’operone lac.
Jacob e Monod.
Il lavoro di Jacob e Monod
sulla regolazione dell’operone lac, con i
diploidi parziali di E. coli.
Il repressore lac. Le
mutazioni “costitutive”. Le mutazioni
polari.
Proteina CAP e repressione da catabolita.
Esercizi sull’operone lac.
Diapositive: Set 12 ; scaricabile
20/03/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA 48h
Recording: Link1
Funzionamento dell’operone Arabinosio.
L’operone Triptofano. L’attenuazione.
Il regulone
Galattosio.
Regolazione della lassita’
cromatinica: istone acetiltansferasi e acetilasi (HAT e HDAC).
Metilazione e demetilazione
degli istoni (HMT e LSD1). Codice istonico.
Il sito Mig1 del regulone
galattosio come esempio di regolazione a livello epigenetico
glucosio-dipendente.
Il complesso SWI-SNF negli eucarioti.
Eterocromatinizzazione. Diffusione dell’eterocromatina
costitutiva. Effetto di posizione osservata da Muller in Drosophila.
Osservazione dei cromosomi politenici. Variegazione dell’occhio di Drosophila per effetto di
posizione.
23/03/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA 50h
Recording:
Link1 [Attenzione, solo
una parte di questa lezione si trova sul Griffith]
Metilazione delle citosine, isole CpG e
diffusione del segnale epigenetico sugli istoni.
Cascata di diffusione della metilazione ad opera
di enzimi reader-writers: HP-1 (reader) e HMT (writer).
Imprintig genetico (epigenetico) genere-specifico.
Esempio del locus Igf2-H19.
Sindrome di Prader-Willy e sindrome di Angelman.
Anatomia/geografia del gene eucariota.
Diapositive: Set 13 ; scaricabile
27/03/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA 52h
Recording:
Link1 [Attenzione, questa
lezione non si trova sul Griffith]
Relazione genotipo-fenotipo. Le mutazioni di
splicing e della regione codificante.
Classificazione delle mutazioni della CDS
(coding sequence).
30/03/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA 54h
Recording:
Link1 [Attenzione, questa
lezione non si trova sul Griffith]
Relazione genotipo-fenotipo. Allargare i propri
orizzonti: le mutazioni nelle regioni esterne alla open reading frame (ORF).
Diapositive: Set 14 ; scaricabile
03/04/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA Sospensione
didattica/vacanze accademiche
06/04/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA Sospensione
didattica/vacanze accademiche
10/04/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA Sospensione
didattica/vacanze accademiche
13/04/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA Sospensione
didattica/vacanze accademiche
17/04/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA 56h
Recording: Link1
Ancora esempi (non presenti
nel libro di testo) sulla relazione tra mutazioni e fenotipi.
Diapositive: Set 15 ; scaricabile
Mutazioni cromosomiche (geniche su grande
scala). Le euploidie, le monoploidie.
Le poliploidie. La generazioni di nuove specie
(vegetali) passando da ibridi interspecie.
Esempio di “rafanobrassica”.
Perche’ gli ibridi interspecie non sono fertili.
20/04/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA 58h
Cause delle poliploidie. Possibili meccanismi di poliploidizzazione per la generazione di nuove specie
(nelle piante). Utilizzo di colchicina e manipolazione della ploidia nei vegetali.
Appaiamento degli omologhi alla meiosi nei casi
di triploidia e tetraploidia.
Piante triploidi e apireni (senza semi).
Casi di triploidia
negli animali. Esempi.
Triploidia nell’uomo.
Aneuploidie. Cause delle aneuploidie.
Le non-disgiunzioni meiotiche. Aneuploidie chimeriche
per non-disgiunzione mitotica.
Aneuploidie dei cromosomi sessuali, nell’uomo. Sindrome di
Turner, di Klinefelter, XYY, metafemmine. Origine.
Espressione genica dei geni legati ai cromosomi
sessuali.
Aneuploidie degli autosomi. Cause. Trisomie 21, 13, 18.
24/04/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA 60h Ponte
del 25 Aprile. Questa lezione non sara’ tenuta.
27/04/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA 60h
Recording: Link1
Visualizzazione di aneuploidie
in cellule interfasiche (mediante Fluorescent In situ
Hybridization, FISH).
Anomalie cromosomiche di tipo strutturale.
Visualizzazione dei cromosomi, descrizione
morfologica. Tipologie di bandeggio (G, Q) per la classificazione dei cromosomi
umani.
Eventi che introducono alterazioni strutturali
dei cromosomi (possibili sia alla meiosi che durante un evento di riparazione
di danni genetici in cellule somatiche).
Le Microdelezioni interstiziali. Esempio della sindrome del
cri du chat. Visualizzazione di microdelezioni
intestiziali nei cromosomi politenici di Drosophila.
Mappatura genica in Drosophila mediante microdelezioni indotte da radiazioni ionizzanti.
Le microdelezioni
interstiziali e le duplicazioni in tandem, per crossing-over ineguale.
Esempi. La sindrome di Williams.
Evoluzione per duplicazione di geni, in tandem,
in seguito a crossing over ineguale. Il complesso dei geni globinici.
Acquisizione di nuove funzioni per duplicazioni
in tandem, formazione di pseudogeni. Acquisizione di
nuove funzioni mediante duplicazione di interi genomi.
Inversioni cromosomiche. Effetti fenotipici.
01/05/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA Lezione non tenuta (festa)
04/05/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA 62h
Recording: Link1
Inversioni para- e peri-centriche. Effetti
biologici delle inversioni. Effetti alla meiosi.
Traslocazioni cromosomiche. Effetti biologici
delle traslocazioni. Effetti alla meiosi.
Fusioni robertsoniane.
Riassunto.
Aberrazioni cromosomiche nella linea somatica. Microdelezioni interstiziali.
Delezioni e duplicazioni. Effetti delle
radiazioni ionizzanti. Cromosomi rings e dicentrici.
08/05/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA 64h
Recording: Link1
Effetto di posizione.
Principi di Genetica batterica. Cenni storici.
Trasformazione, coniugazione e trasduzione.
Ceppi F-, F+, Hfr. Il
fattore F. Mappatura per trasformazione.
Mappatura per coniugazione interrotta.
Mappatura per ricombinazione (coniugazione e
calcolo dei ricombinanti).
Diapositive: Set 16 ; scaricabile
11/05/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA 66h
Completamento dell’argomento “Genetica
batterica”: la mappatura per ricombinazione (dopo coniugazione),
i batteri F’ e i diploidi parziali. Induzione
zigotica.
La trasduzione nei batteri. Trasduzione
generalizzata e specializzata.
Calcoli relativi ai dati raccolti durante i
Laboratori di Genetica.
Fine del corso. Recording: Link1
Illustrazione esami passati. Parte 1.
15/05/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA 68h
Illustrazione esami passati. Parte 2.
18/05/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA 70h (Ultima
lezione del corso)
Illustrazione esami passati. Parte 3.
22/05/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA
25/05/2023 Giovedì 10h30 12h30 NobA
29/05/2023 Lunedì 13h30 15h30 NobA
Programma
svolto nell’anno 2021-2022
20-set L 13.30-15 Polo Nobili Aula A 2 2
Introduzione al corso. Uno sguardo di insieme al genoma umano. Differenze tra genoma nucleare e mitocondriale.
Mitosi. Fasi G1, S, G2, M. Interfase.
27-set
L
13.30-15 Polo Nobili Aula A
2
4
Cromosomici interfasici e metafasici. Divisione cellulare (video).
Le fasi della mitosi. Le fasi della meiosi. Profase della Meiosi I. Il complesso sinaptonemale.
Rappresentazione molecolare della meiosi. Dare un nome ad ognuno degli elementi dei cromosomi omologhi.
Mitosi e Meiosi, riepilogo anche mediante esercitazione con domande interattive.
.REC. - RISULTATI FORMS 3 -
30-set G 10.30-12 Polo Nobili Aula A 2 6
Le ascospore, circo vitale degli ascomiceti e di Neurospora crassa.
Un modello di ricombinazione del DNA, la formazione del chiasma e della struttura di Holliday. La struttura di Holliday.
La formazione del DNA eteroduplex.
Modelli per la Giunzione di Holliday e la formazione di DNA eteroduplex.
La conversione genica.
La chimica del DNA.
Basi, deossinucleosidi, deossinucleotidi
La regola di Chargaff.
.REC.
04-ott L 13.30-15 Polo Nobili Aula A 2 8
Origine di replicazione procariota. Bolla replicativa, osservazioni di Cairns. La reazione di sintesi del DNA. La replicazione del DNA.
Le DNA polimerasi: tipi, processivita’, attivita’ esonucleasica. Appaiamenti non corretti ad opera di forme tautomeriche. L’attivita’ proof-reading. Filamento ritardato e principale. I frammenti di Okazaki.
Riepilogo argomenti della lezione precedente mediante esercitazione con domande interattive.
.REC. .S3. - RISULTATI FORMS 4 – - RISULTATI FORMS 5 -
07-ott G 10.30-12 Polo Nobili Aula A 2 10
Organizzazione del DNA eucariota in nucleosomi, fibra cromatinica, cromosomi.
Esercitazione con domande interattive sul nucleosoma.
Origine di replicazione, bolla replicativa, sintesi del DNA negli eucarioti.
.REC. - RISULTATI FORMS 8 – - RISULTATI FORMS 9 -
18-ott L 13.30-15 Polo Nobili Aula A 2 12
La replicazione dei telomeri. La telomerasi. L’elicasi di Werner. I telomeri in relazione all’invecchiamento e al cancro.
Esercitazione con domande interattive sulla replicazione e i telomeri.
Pillole di statistica. Calcolo di probabilità e test del chi-quadro (cenni preliminari).
.REC. .S4. - RISULTATI FORMS 6 - - RISULTATI FORMS 10 -
21-ott G 10.30-12 Polo Nobili Aula A 2 14
Mendel, la prima legge di Mendel (Dominanza/recessività e legge della segregazione). Definizione di: gene, locus, allele, cromosoma omologo, linea pura, parentali, ibridi, monoibridi, incrocio monoibrido, allele, allele dominante, “allele wild-type”, “allele mutante”, allele recessivo, eterozigoti, omozigoti, omozigoti dominanti, omozigote recessivo, zigote, genotipo, fenotipo, locus genico.
.REC.
25-ott L 13.30-15 Polo Nobili Aula A 2 16
Esercitazione con domande interattive sui principi alla base della Prima legge di Mendel.
Test del Chi-quadrato applicato alla prima legge di Mendel. Test cross. Rappresentazione molecolare della meiosi e della mitosi.
Analisi degli alberi genealogici. Esempi di analisi di alberi genealogici per caratteri autosomici recessivi.
.REC. - RISULTATI FORMS 11 -
28-ott G 10.30-12 Polo Nobili Aula A 2 18
Caratteri autosomici recessivi: fenilchetonuria, albinismo, fibrosi cistica. Un meccanismo della dominanza:
l’aplosufficienza enzimatica. Alberi genealogici per caratteri autosomici dominanti.
Nanismo acondroplastico, Sindrome di Marfan, Corea di Huntington, Esadattilia, Brachidattilia, Piebaldismo.
Analisi molecolare per l’identificazione di mutazioni (Southern Blot, Northern Blot, Western Blot).
Riepilogo con domande interattive sulla prima legge di Mendel.
.REC. - RISULTATI FORMS 12 -
04-nov G 10.30-12 Polo Nobili Aula A 2 20
Esercizi sulla prima legge di Mendel.
.REC. - RISULTATI FORMS 13 -
08-nov L 13.30-15 Polo Nobili Aula A 2 22
Esercizi sulla prima legge di Mendel.
Descrizione del cariotipo di Drosophila melanogaster, i cromosomi politenici, la determinazione del sesso nei mammiferi, il cromosoma Y e X.
Una complicazione alle leggi di Mendel: eredita’ legata al sesso.
Determinazione del sesso nei mammiferi e negli insetti.
Incrocio maschio affetto x femmina wild-type; incrocio femmina affetta x maschio wild-type, stato alla F1 e alla F2.
.REC. - RISULTATI FORMS 14 -
11-nov G 10.30-12 Polo Nobili Aula A 2 24
Esempi di caratteri legati al sesso. Caratteri recessivi legati all’X. Daltonismo, distrofia muscolare di Duchenne e Emofilia (fattore VIII).
Altri esempi: sindrome della femminilizzazione testicolare.
Caratteri dominanti legati all’X. Esempi possibili: X-linked vitamin-D resistant hypo-phosphatemia, Sindrome di Rett, Sindrome AICARDI.
L’inattivazione del cromosoma X (Lyonizzazione del cromoxoma X).
Esempi di inattivazione dell’X: gatte caliche, gatte tartarugate, displasia ectodermica anidrotica.
Caratteri legati al cromosoma Y.
Ancora esercizi e domande interattive sulla prima legge di Mendel e sull’eredità legata al sesso.
.REC. - RISULTATI FORMS 15 -
15-nov L 13.30-15 Polo Nobili Aula A 2 26
La seconda legge di Mendel. Utilizzo del Quadrato di Punnett o del calcolo delle probabilita’ per prevedere la progenie in F2 di incroci di di-ibridi. Segregazione fenotipica 9:3:3:1. Controprova con test-cross.
Applicazione del test del chi-quadro ai risultati degli incroci mendeliani.
Esercizi dimostrativi.
Le basi cromosomiche dell’assortimento indipendente.
Esercizi di genetica mendeliana semplice con due loci indipendenti e sulle differenze tra frequenze osservate e attese valutato mediante test del Chi-Quadrato.
Qualche esercizio svolto in piu’.
18-nov G 10.30-12 Polo Nobili Aula A 2 28
Esercizi interattivi di genetica Mendeliana e legata al sesso.
.REC. - RISULTATI FORMS 16 - - RISULTATI FORMS 17 - - RISULTATI FORMS 17bis -
22-nov L 13.30-15 Polo Nobili Aula A 2 30
Cenni sulla creazione di “linee pure”.
Sintesi di linee pure. Virescenza degli ibridi.
Eredita’ extranucleare. Eteroplasmia.
Patologie legate al DNA mitocondriale.
Caratteri a penetranza e/o espressivita’ variabile.
Esempio di Penetranza incompleta e variabile con l’eta’.
.REC. - RISULTATI FORMS 18 -
25-nov G 10.30-12 Polo Nobili Aula A 2 32
Domande interattive sulla penetranza e sulla espressivita’.
Interazioni tra alleli di un singolo locus (serie alleliche).
Meccanismi della dominanza (aplosufficienza, aploinsufficienza, dominanza negativa, guadagno di funzione).
Esempio della osteogenesi imperfetta.
.REC. .S6. - RISULTATI FORMS 19 -
13-dic L 13.30-15 Polo Nobili Aula A 2 34
Dominanza incompleta. Codominanza.
Esempio del sistema di gruppi sanguigni ABO.
Dominanza negativa con guadagno di funzione. Serie alleliche. Alleli letali e relativa segregazione del carattere.
Esempio di carattere quantitativo specificato da più loci (Quantitative trait loci).
Caratteri distribuiti “a campana” per serie alleliche o per interazione tra loci (esempio di modello additivo dell’altezza).
.REC.
16-dic G 10.30-12 Polo Nobili Aula A 2 36
Interazione di più loci appartenenti ad una medesima catena metabolica. Il lavoro di Beadle e Tatum. Ipotesi un gene=un enzima.
Schema sperimentale dei mutanti di Neurospora crassa (da Beadle e Tatum).
Evoluzione del concetto di gene: un gene un enzima; un gene una proteina; un gene una catena polipeptidica; un gene una unita’ trascrizionale.
La complementazione genica.
Complementazione tra linee pure. Studio dei gruppi di complementazione in vitro.
Complementazione nelle famiglie e nelle linee cellulari.
Altre modalità
di interazione tra loci distinti. Prevedere la progenie sapendo il meccanismo.
Esempio del serpente corallo (pattern di colorazione a due pigmenti).
Esempio di fiore a petalo blu/petalo bianco.
L’epistasi recessiva (esempio di fiore a petalo bianco, magenta, blu). Ancora esempi di epistasi recessiva. Pigmentazione del manto del labrador.
L’epistasi
dominante. Esempio della Digitalis purpurea.
.REC.
14-feb L 08.45-12.15 Polo San Rossore Aula C 38
Colorazione degli occhi nell’uomo:
Divertitevi con questo link: http://www.athro.com/evo/gen/genefr2.html
Nella stessa via metabolica della Fenilchetonuria blocchi selettivi possono provocare fenotipi specifici.
Arcibald Garrod e “gli errori congeniti del metabolismo”: quadro metabolico della fenilchetonuria, albinismo, cretinismo, tirosinosi e alcaptonuria.
La
soppressione. Alcuni modelli generali. Alleli letali recessivi e tRNA soppressore.
Domande
interattive sulle interazioni alleliche e tra geni.
------
Associazione genetica e distanze di mappa tra due loci genici.
Differenza
nella segregazione (alla F2) di due loci quando sono indipendenti o quando sono
“in linkage” (associati).
17-feb G 10.30-12 Polo San Rossore Aula C 40
Test del chi-quadro per indicare associazione o indipendenza.
Uso del test-cross per svelare gli individui originati da gameti con combinazioni “parentali” o “ricombinanti”.
Fase gametica, aplotipo, alleli in “cis” e alleli in “trans” (o in
“repulsione”).
Chiasmi e crossing-over. Definizione di unita’ di mappa genetica. Unita’ di mappa genetica: centiMorgan, o percentuale di ricombinazione.
Relazione tra distanza genetica e distanza fisica nel genoma umano. Calcolo della distanza di mappa genetica tra due loci.
Mappatura dei cromosomici eucarioti tramite la ricombinazione: mappatura a due loci concatenati. Esercizi sulla mappatura a due loci.
Predire la progenie
attesa incrociando due diibridi con loci a distanza di mappa 30cM.
.REC.
21-feb L 08.45-12.15 Polo San Rossore Aula C 42
L’incrocio a
tre punti (tre loci concatenati). Stabilire l’ordine e la distanza di mappa
genetica di loci in linkage.
Esercizi
interattivi relativi all’incrocio a due punti.
.REC.
24-feb G 10.30-12 Polo San Rossore Aula C 44
Lezione che sfrutta sistemi interattivi per riepilogare gli argomenti trattati (incrocio a due punti, distanze di mappa tra due loci).
Uno sguardo ravvicinato alla ricombinazione meiotica: il DNA eteroduplex e la struttura di Holliday.
Esercizi
sull’incrocio a tre punti
.REC. - RISULTATI FORMS 36 - - RISULTATI FORMS 37 -
28-feb L 08.45-12.15 Polo San Rossore Aula C 46
Esercizi
interattivi sull’incrocio a tre punti.
-------
Genetica di popolazione. Definizione di Popolazione in Equilibrio di Hardy-Weinberg (HWE).
Calcolo delle frequenze alleliche e gametiche. Calcolo delle frequenze genotipiche e fenotipiche.
.REC. .S9. -
RISULTATI FORMS
38 -
03-mar G 10.30-12 Polo San Rossore Aula C 48
Genetica di
popolazione.
Applicazione del test del chi-quadro per verificare se una popolazione e’ in HWE (con domande interattive).
Effetto della selezione naturale.
La deriva
genetica. Domande interattive.
.REC. -
RISULTATI FORMS
39 - RISULTATI FORMS 40 -
07-mar L 08.45-12.15 Polo San Rossore Aula C 50
QUESTA LEZIONE
(E’ FORTEMENTE CONSIGLIATA LA PRESENZA) SARA’ TENUTA
DALLA D.SSA MONICA CIPOLLINI PER ILLUSTRARE L’ESPERIENZA DI LABORATORIO E SARA’
PRODROMICA PER TUTTI.
VERRANNO
ILLUSTRATE LE FASI INIZIALI DELLA COLTIVAZIONE DEI LINFOCITI DI SANGUE
PERIFERICO A CUI FARA’ SEGUITO IL MINICORSO DI 3h DI LABORATORIO (LINK DELLE
PRESENZE PIANIFICATE: QUI).
Chi non segue
il minicorso in presenza potra’ e dovra’
comunque visualizzare i video in DaD (PRESENZA OBBLIGATORIA E APPELLO)
come VirtualLab (materiale video non disponibile per lo
scaricamento ma solo visualizzabile in DaD, in diretta).
Video
del laboratorio 1 (il materiale inerente il VirtualLab viene proiettato solo in diretta per chi segue
il corso ed e’ presente in DaD alle lezioni, non e’ possibile avere la registrazione)
Orari dei minicorsi
da 3h: 9/10/16/17 Marzo dalle 15.30 alle 18.30 (Raccolta e fissazione delle cellule, gocciatura dei vetrini, colorazione dei preparati
cromosomici)
10-mar G 10.30-12 Polo San Rossore Aula C 52
La deriva
genetica. Domande interattive sulla genetica di popolazione.
.REC.
- RISULTATI FORMS 41 -
14-mar L 08.45-12.15 Polo San Rossore Aula C 54
Dal genotipo al fenotipo: le mutazioni geniche.
Anatomia del gene eucariota. Struttura del promotore, struttura del gene, del trascritto primario e dell’mRNA maturo.
Gli effetti delle mutazioni geniche.
17-mar G 10.30-12 Polo San Rossore Aula C 56
10.30-11.30 Dal
genotipo al fenotipo: le mutazioni cromosomiche.
Le euploidie. La monoploidia e i casi di triploidie, tetraploidie, esaploidie. Autotetraploidizzazione mitotica naturale.
11.30-12.30 VirtualLab. Nell’orario 11.30-12.30 verra’ mostrato come effettuare la raccolta e fissazione
dei linfociti di sangue periferico coltivati in vitro, la fase di “gocciatura” dei vetrini e la colorazione dei preparati
cromosomici.
Questa
lezione e’ obbligatoria (dal
vivo o in DaD) solamente per chi non avesse potuto partecipare al mini-corso di
3h di laboratorio in presenza. Verranno prese le presenze.
21-mar L 08.45-12.15 Polo San Rossore Aula C 58
Dal genotipo al
fenotipo: le mutazioni cromosomiche.
Triploidi da
gametogenesi con non-disgiunzione o da incroci con tetraploidi e diploidi.
Sterilità dei
triploidi, segregazione dei cromosomi meiotici alla prima divisione meiotica in
un triploide. Esempi di triplodi. La triploidia nell’uomo.
Le aneuploidie. Esempi nell’uomo. Sindromi legate a aneuploidie dei cromosomi
sessuali.
Monosomie/trisomie.
Sindrome di Turner XO, Sindrome di Klinefelter XXY, Cariotipi XXX e XYY.
Trisomie degli
autosomi nell’uomo: trisomia 21, 13, 18.
Analisi di
nuclei interfasici mediante Fluorescent In Situ Hybridization (FISH).
Alterazioni
cromosomiche di tipo strutturale.
Morfologia dei
cromosomi. Cariotipo umano.
Bandeggio G e
bandeggio Q. Monosomie parziali dovute a delezioni interstiziali. Esempio della
Sindrome del Cri-du-chat.
Meccanismo di
formazione delle delezioni interstiziali.
Formazione
delle monosomie parziali (delezioni interstiziali intracromosomiche)
e microduplicazioni in tandem di segmenti cromosomici
(trisomie parziali)
in seguito ad
errato appaiamento dei cromosomi alla meiosi: crossing-over ineguale. Evoluzione
dei genomi in base al cross-over ineguale
(duplicazioni e
famiglie geniche, esempio dei loci globinici) ed
evoluzione per duplicazione di interi genomi.
Esempi di
parziali monosomie/trisomie parziali. Sindrome di Williams.
.REC.
24-mar G 10.30-12 Polo San Rossore Aula C 60
VirtualLab.
La presenza e’ obbligatoria (dal vivo o in
DaD) per tutti, anche per chi avesse presenziato il mini-corso di 3h.
Questa
lezione vale come “Laboratorio” e verra’ illustrato
come analizzare un cariotipo.
Verranno
prese le presenze.
.Slides.
28-mar L 08.45-12.15 Polo San Rossore Aula C 62
Evoluzione dei
loci genici per duplicazioni in tandem (via crossing-over ineguale).
Duplicazione di interi genomi. Inversioni pericentriche
e paracentriche. Effetti sul fenotipo.
Trasmissibilità
delle inversioni. L’appaiamento di cromosomi omologhi con inversione alla meiosi.
Traslocazioni
cromosomiche bilanciate e non bilanciate. Effetto sul fenotipo. Trasmissibilità
delle traslocazioni.
L’appaiamento
dei cromosomi omologhi con traslocazione bilanciata. Le fusioni Robertsoniane.
Cariotipo
responsabile della sindrome di Down con fusione 14-21.
Mutazioni
cromosomiche nella linea somatica. Effetti delle radiazioni ionizzanti.
Cromosomi
politenici nelle ghiandole salivari di Drosophila melanogaster.
L’effetto di
posizione (esempio di variegazione dell’occhio rosso
di Drosophila per effetto di posizione).
.REC.
31-mar G 10.30-12 Polo San Rossore Aula C 64
Riepilogo
dell’effetto di posizione. Riarriangiamenti cromosomici
somatici e cancro. Esempio della traslocazione t(8;14)
(Linfoma di Burkitt) e della traslocazione t(9;22),
cromosoma Philadelphia e leucemia mieloide cronica.
Riepilogo
dell’incidenza delle anomalie cromosomiche alla nascita.
-------------------
La regolazione
genica procariota.
Il lavoro
sperimentale di Jacob e Monod.
Fattore di Fertilita’ batterica (F), coniugazione batterica e ceppi col
fattore F’: formazione dei diploidi parziali. Uso dei diploidi parziali nello
studio della regolazione dell’operone lac (lattosio).
Cosa e’ un operone e come viene
regolato.
La sequenza del
promotore e dell’operatore. I mutanti lac. I
mutanti polari.
.REC.
04-apr L 08.45-12.15 Polo San Rossore Aula C 66
La regolazione
dell’operone lac mediante attivazione da catabolita e
proteina CAP.
La sequenza di
legame della proteina CAP.
Domande
interattive sulla logica di funzionamento dei diploidi parziali dell’operone lac e relativi mutanti.
Regolazione
dell’operone ara (arabinosio).
Regolazione
dell’operone trp (triptofano) e meccanismo dell’attenuazione.
L’esempio piu’ semplice di regolazione genica eucariota:
il regulone galattosio di Saccaromyces
cerevisiae.
Cenni sul
legame tra fattori di trascrizione e rimodellamento della cromatina.
Fine del corso.
.REC. .S10. - RISULTATI FORMS 43 -
ESERCITAZIONI
DI LABORATORIO. Per info rivolgersi alla Professoressa Federica Gemignani e
alla D.ssa Monica Cipollini
.PDF delle
diapositive. Sessione 1
.PDF
delle diapositive. Sessione 2
.PDF
delle diapositive. Sessione 3
.PDF
delle diapositive. Sessione 4
.PDF
delle diapositive. Sessione 5