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Genetica

Laurea triennale in Scienze Biologiche

AULA VIRTUALE (TEAMS) PER IL LIVE STREAMING DELLE LEZIONI:

 

 I RISULTATI DELLE PROVE SCRITTE.

 

NEW: ANNO 2021-2022 - RISULTATI FINALI DEI FORMS –    

 

Informazioni generali sul corso.  Leggere attentamente quanto segue.

 Il primo semestre prevede lezioni in presenza con possibilita’ di scaricare la registrazione (in questa pagina saranno disponibili le registrazioni).

Aggiornamento: Istruzioni per i LABORATORI di GENETICA.

Dopo aver considerato solamente gli aventi diritto (quelli dell’anno in corso) si pubblica qui

LINK

la lista degli studenti e i turni di laboratorio.

Nel caso la data programmata PER GRAVI PROBLEMI non sia di gradimento, senza avvisare i docenti, potete scambiarvi simmetricamente 2 a 2 e comunicare lo scambio semplicemente al momento dell’appello.

 

A causa del COVID, i laboratori anche quest’anno saranno prevalentemente in modalita’ ONLINE.

Resta un mini-corso di 3 ore che, su base volontaria, potra’ essere frequentato in presenza facendo richiesta.

Questo mini-corso riassume come effettuare un preparato di cromosomi metafasici umani.

La richiesta avviene compilando questo Form.

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.

Informazioni preliminari su come e’ organizzato il laboratorio:

1)    Estrazione di DNA da vegetale, da effettuare a casa, utilizzando i materiali reperibili in cucina, con produzione di un video che illustri il lavoro svolto (demo di video precedenti sono presenti sul canale Youtube del docente)

 

2)    Ricomporre correttamente un cariotipo umano, utilizzando una fotografia di metafase con cromosomi bandeggiati (bande G) che verra’ assegnata individualmente e sulla base di uno schema

 

3)    Sara’ disponibile per tutti il video dell’esperienza di laboratorio che illustra come effettuare un preparato di cromosomi metafasici umani oltre alla dispensa che riporta anche il protocollo di estrazione del DNA

 

4)    (Beta-version) Agli studenti verra’ proposto di coltivare a casa un ceppo di Drosophila melanogaster e di effettuare incroci tra individui con occhio bianco e individui con occhio rosso per effettuare il conteggio della segregazione del carattere alla F2.

 

 

 

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 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).

 

6) L’esame:                               Segui questo link per le modalita’ di esame, le esercitazioni di laboratorio, le verbalizzazioni le date degli appelli, L' ISCRIZIONE agli esami e i risultati delle prove scritte.

Si ricorda che non si accede all’esame se non si e’ frequentato compiutamente il laboratorio.

 

7) Consigli:                                All'esame (quando in presenza) 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)    

 

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 2021-2022

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.

Domande interattive svolte:

 

3- Ciclo cellulare, meiosi e mitosi.

4- Meiosi e mitosi. Parte II.

5- Struttura del DNA. Parte 1.

6- Struttura del DNA Parte 2.

7- Dimensioni delle macromolecole.

8- Il nucleosoma.

9- La replicazione del DNA.

10- I telomeri e la telomerasi.

11- Mendel – 1.

12 - Esercizi 1 (5 domande).

13 - Esercizi 2 (7 domande).

14 - Esercizi 3 (4 domande).

15 - Esercizi 4 (7 domande).

16 – Esercizi 5 (4 domande).

17 – Assortimento indipendente (20 domande).

18 – Eredita’ citoplasmatica (3 domande)

19 – Penetranza ed espressivita’ (6 domande)

36 – Associazione genetica negli eucarioti (14 domande)

37 – Associazione genetica, esercizi K14 (3 domande)

38 – Associazione genetica, esercizi K15 (5 domande)

39 – Equilibrio di Hardy-Weinberg Pt.1 (12 domande)

40 – Equilibrio di Hardy-Weinberg Pt.1 (13 domande)

41 – Genetic drift (8 domande)

42 – Anatomia del gene eucariota ed effetti delle mutazioni geniche (23 domande)

43 – Regolazione dell’operone lac (8 domande)

 

Altri quiz:

Foglio di risposte universali (10)

 

Interazioni geniche:

20 – Interazioni geniche, parte 1 (10 domande)

21 – Interazioni geniche, parte 2 (7 domande)

22 – Interazioni geniche, parte 3 (10 domande)

23 – La complementazione (6 domande)

24 – Epistasi (7 domande)

25 – Esercizi sulle interazioni geniche –K10 (13 dom)

26 – Esercizi sulle interazioni geniche –K11 (14 dom)

 

Genetica batterica:

27 – Genetica Batterica Pt. 1 (8 domande)

28 – Genetica Batterica Pt. 2 (13 domande)

29 – Genetica Batterica Pt. 3 (7 domande)

30 – Genetica Batterica Pt.4 (7 domande)

31 – Genetica Batterica Pt.5 (6 domande)

32 – Genetica Batterica Pt.6 (12 domande)

33 – Genetica Batterica Esercizi K11bis (5 domande)

34 – Genetica Batterica Esercizi K12 (7 domande)

35 – Genetica Batterica Esercizi K13 (6 domande)

 

 

 

Anno accademico 2021-2022, programma svolto.

 

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.

.REC.     .S1.        .S2.

 

 

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 -

 

 

11-ott           L        13.30-15       Polo Nobili Aula A                   

Questa lezione non sara’ tenuta

 

 

14-ott           G       10.30-12        Polo Nobili Aula A                            

Questa lezione non sara’ tenuta

 

 

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 -

 

 

01-nov         L        13.30-15       Polo Nobili Aula A

Questa lezione non sara’ tenuta

 

 

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’.

.REC.     .S5.

 

 

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 -

 

 

29-nov         L        13.30-15                                   

Questa lezione non sarà tenuta

 

 

02-dic           G       10.30-12                                   

Questa lezione non sarà tenuta

 

 

06-dic           L        13.30-15                                   

Questa lezione non sarà tenuta

 

 

09-dic           G       10.30-12                                   

Questa lezione non sarà tenuta

 

 

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.

 

 

20-dic           G       10.30-12                                   

Questa lezione non sarà tenuta

 

Interruzione per vacanze natalizie.

 

 

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).

.REC.     .S8.  

 

 

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).

 

Diapositive laboratorio 1

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.

.REC.     .S11.

 

 

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.

.REC.    .S13a.   

 

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

monica.cipollini@unipi.it

 

.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

 

 

 

 

Dal genotipo al fenotipo. Domande interattive sull’anatomia del gene eucariota e gli effetti delle mutazioni geniche.

Esempi di mutazioni geniche e alterazioni molecolari

          .S13b.   

 

Principi di genetica batterica. La trasformazione.

La coniugazione batterica. Il fattore F di fertilita’.

I ceppi Hfr. Esperimenti di coniugazione interrotta per definire l’ordine (in minuti) dei geni sul cromosoma di E. coli.

Ceppi Hfr differenti e ordinamento dei geni sul cromosoma batterico.

Utilizzo della coniugazione per mappare ordine e distanze dei geni batterici. Coniugazione interrotta.

Utilizzo della coniugazione per misurare le frequenze di ricombinazione tra geni contigui sul cromosoma procariota.

Domande interattive.

I plasmidi F’. Diploidi parziali batterici. Meccanismi di formazione dei plasmidi F’. Ricombinazione tra ceppi fagici differenti.

La trasduzione generalizzata e specializzata. Induzione zigotica. Formazione del genoma fagico lambda-delta.

Domande interattive relative alla genetica batterica e fagica.

          .S7.     

 

 

PROGRAMMA SVOLTO ANNO 2020-2021

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.

Argomento

AUDIO VIDEO

RECORDINGS

SLIDES

 

 

 

 

 

 

Introduzione al corso.

Uno sguardo di insieme al genoma umano. Differenze tra genoma nucleare e mitocondriale.

Mitosi. Fasi G1, S, G2, M. Interfase. Cromosomici interfasici e metafasici. Divisione cellulare (video).

.REC.

S1.

S2.

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.

Le ascospore, circo vitale degli ascomiceti e di Neurospora crassa.

.REC.

 

La lezione non sarà tenuta

 

 

Mitosi e Meiosi, riepilogo anche mediante esercitazione con domande interattive.

 

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.

.REC.

 

La chimica del DNA.

Basi, deossinucleosidi, deossinucleotidi

La regola di Chargaff. 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.

.REC.

S3

Riepilogo argomenti della lezione precedente mediante esercitazione con domande interattive.

Organizzazione del DNA eucariota in nucleosomi, fibra cromatinica, cromosomi.

.REC.

 

Esercitazione con domande interattive sul nucleosoma.

Origine di replicazione, bolla replicativa, sintesi del DNA negli eucarioti. La replicazione dei telomeri. La telomerasi. L’elicasi di Werner. I telomeri in relazione all’invecchiamento e al cancro.

.REC.

 

La lezione non si terra’

 

 

Esercitazione con domande interattive sulla replicazione e i telomeri.

Pillole di statistica. Calcolo di probabilità.

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.

S4

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.

.REC.

 

Analisi degli alberi genealogici. Esempi di analisi di alberi genealogici per caratteri autosomici recessivi. 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).

.REC.

 

Riepilogo con domande interattive 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.

.REC.

 

Esercizi sulla prima legge di Mendel.

Caratteri recessivi legati all’X. Esempi relativi al 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.

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.

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.

 

Esercizi interattivi di genetica Mendeliana e legata al sesso.

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.

.REC.

S5

Esercizi di genetica mendeliana semplice con due loci indipendenti e sulle differenze tra frequenze osservate e attese valutato mediante test del Chi-Quadrato.

.REC.

 

Qualche esercizio svolto in piu’.

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.

.REC.

 

Esempio di Penetranza incompleta e variabile con l’eta’.

Domande interattive sulla penetranza e sulla espressivita’.

 

Interazioni tra alleli di un singolo locus (serie alleliche). Meccanismi della dominanza completa (aplosufficienza, aploinsufficienza, dominanza negativa, guadagno di funzione). Esempio della osteogenesi imperfetta.

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.

.REC.

S6

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).

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.

.REC.

 

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 di azione.

 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. 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 feniclhetonuria, albinismo, cretinismo, tirosinosi e alcaptonuria.

 

La soppressione.

Alcuni modelli generali.

Alleli letali recessivi e tRNA soppressore.

.REC.

 

Domande interattive sulle interazioni alleliche e tra geni.

.REC.

 

Principi di genetica batterica. La trasformazione. La coniugazione batterica. Il fattore F di fertilita’.

I ceppi Hfr. Esperimenti di coniugazione interrotta per definire l’ordine (in minuti) dei geni sul cromosoma di E. coli. Ceppi Hfr differenti e ordinamento dei geni sul cromosoma batterico.

.REC.

S7

Utilizzo della coniugazione per mappare ordine e distanze dei geni batterici. Coniugazione interrotta. Utilizzo della coniugazione per misurare le frequenze di ricombinazione tra geni contigui sul cromosoma procariota.

Domande interattive.

.REC.

 

I plasmidi F’. Diploidi parziali batterici. Meccanismi di formazione dei plasmidi F’. Ricombinazione tra ceppi fagici differenti. La trasduzione generalizzata e specializzata. Induzione zigotica. Formazione del genoma fagico lambda-delta.

.REC.

 

Domande interattive relative alla genetica batterica e fagica.

- - - -

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). 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”).

.REC.

S8

Approfondimento sull’incrocio a due punti. Riepilogo, domande interattive, ulteriore spiegazione.

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.

 

Lezione che sfrutta sistemi interattivi per riepilogare gli argomenti trattati (incrocio a due punti, distanze di mappa tra due loci). L’incrocio a tre punti (tre loci concatenati). Stabilire l’ordine e la distanza di mappa genetica di loci in linkage.

Uno sguardo ravvicinato alla ricombinazione meiotica: il DNA eteroduplex e la struttura di Holliday.

Esercizi sull’incrocio a tre punti

.REC.

 

 

 

 

Interruzione natalizia.

Auguro a tutti gli studenti un Buon Natale e un Felice Anno Nuovo.

 

 

 

 

 

Definizione di Popolazione

in Equilibrio di Hardy-Weinberg (HWE).

Calcolo delle frequenze alleliche e gametiche. Calcolo delle frequenze genotipiche e fenotipiche.

.REC.

S9

Applicazione del test del chi-quadro per misurare se una popolazione e’ in HWE con domande interattive. Genetica di popolazione. Effetto della selezione naturale.

.REC.

 

La deriva genetica. Domande interattive.

.REC.(pt. 1)

.REC. (pt. 2)

 

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.

.REC.

S11

Dal genotipo al fenotipo. Domande interattive sull’anatomia del gene eucariota e gli effetti delle mutazioni geniche.

 

Dal genotipo al fenotipo: le mutazioni cromosomiche.

Le euploidie. La monoploidia e i casi di triploidie, tetraploidie, esaploidie. Autotetraploidizzazione mitotica naturale.

.REC.

S13

Autotetraploidizzazione mitotica naturale o indotta da colchicina. Triplodi 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.

.REC.

 

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. Inversioni pericentriche e paracentriche. Effetti sul fenotipo. Trasmissibilità delle inversioni. L’appaiamento di cromosomi omologhi con inversione alla meiosi.

.REC.

 

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.

L’effetto di posizione (esempio di variegazione dell’occhio rosso di Drosophila per effetto di posizione).

.REC.

 

La regolazione genica procariota.

- L’operone lac (lattosio). (Con relativi esercizi)

- L’operone arabinosio

-L’operone triptofano e l’attenuazione

Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti:

- Il regulone Galattosio

.REC.

S10

Esempi di mutazioni geniche e alterazioni molecolari

.REC.

S13

 

 

 

FINE DEL CORSO

 

 

 

 

 

ESERCITAZIONI DI LABORATORIO.

Per info rivolgersi alla Professoressa Federica Gemignani e alla D.ssa Monica Cipollini

monica.cipollini@unipi.it

 

 

PDF delle diapositive. Sessione 1

 

 

PDF delle diapositive. Sessione 2

- Rec -

 

PDF delle diapositive. Sessione 3

- Rec -

 

PDF delle diapositive. Sessione 4

- Rec -

 

PDF delle diapositive. Sessione 5

- Rec -

 

 

 

 

 

 

 

ARGOMENTI CHE VERRANNO TRATTATI NEL CORSO:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PROGRAMMA SVOLTO ANNO 2019-2020

Argomento

 

Introduzione al corso.

Uno sguardo di insieme al genoma umano. Differenze tra genoma nucleare e mitocondriale.

Mitosi. Fasi G1, S, G2, M. Interfase. 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.

Le ascospore, circo vitale 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.

Esercitazione con domande interattive su meiosi, mitosi e chimica del DNA.

Origine di replicazione procariota. Bolla replicativa, 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. Organizzazione del DNA eucariota in nucleosomi, fibra cromatinica, cromosomi.

Esercitazione con domande interattive

Origine di replicazione, bolla replicativa, sintesi del DNA negli eucarioti.

Telomeri/Telomerasi.

Riepilogo e ripasso generale su replicazione del DNA e sui telomeri e telomerasi

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.

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. Caratteri autosomici recessivi: fenilchetonuria, albinismo, fibrosi cistica.

Riepilogo con domande interattive sulla prima legge di Mendel.

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).

Caratteri recessivi legati all’X. Esempi relativi al 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.

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.

L’inattivazione del cromosoma X (Lyonizzazione del cromoxoma X). Esempi di inattivazione dell’X: gatte caliche, gatte tartarugate, displasia ectodermica anidrotica

Genetica Mendeliana e esercizi interattivi

Correzione esercizi (blocco 4).

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.

Esercizi dimostrativi.

Le basi cromosomiche dell’assortimento indipendente. Esercizi di genetica mendeliana semplice con due loci indipendenti. Frequenze osservate, frequenze attese e test del Chi-Quadrato.

Cenni sulla creazione di “linee pure”.

Correzione esercizi assegnati interattivamente principalmente inerenti la segregazione di due loci indipendenti.

Sintesi di linee pure. Virescenza degli ibridi.

Eredita’ extranucleare. Eteroplasmia.

Patologie legate al DNA mitocondriale.

Caratteri a penetranza e/o espressivita’ variabile.

Corea di Huntington, Sindrome di Marfan.

Interazioni tra alleli di un singolo locus (serie alleliche). Meccanismi della dominanza completa (aplosufficienza, aploinsufficienza, dominanza negativa, guadagno di funzione). Esempio della osteogenei imperfetta.

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).

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).

La complementazione genica. Tra linee pure e studio dei gruppi di complementazione in vitro.

Complementazione nelle famiglie e nelle linee cellulari.

Domande interattive sulle interazioni alleliche.

Altre modalità di interazione tra loci distinti.

Prevedere la progenie sapendo il meccanismo di azione.

 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. 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. Quadro metabolico della feniclhetonuria, albinismo, cretinismo, tirosinosi e alcaptonuria. In onore di Arcibald Garrod che studiò “ gli errori congeniti del metabolismo”.

La soppressione. Prevedere il tipo di segregazione quando un mutante soppressore produce un fenotipo o quando non lo produce. Alleli letali recessivi e tRNA soppressore.

Principi di genetica batterica. La trasformazione. La coniugazione batterica. Il fattore F di fertilita’.

I ceppi Hfr. Esperimenti di coniugazione interrotta per definire l’ordine (in minuti) dei geni sul cromosoma di E. coli. Ceppi Hfr differenti e ordinamento dei geni sul cromosoma batterico.

Domande interattive di genetica batterica

Utilizzo della coniugazione per misurare le frequenze di ricombinazione tra geni contigui sul cromosoma procariota.

I plasmidi F’. Diploidi parziali batterici. Meccanismi di formazione dei plasmidi F’. Ricombinazione tra ceppi fagici differenti.

La trasduzione generalizzata e specializzata. Induzione zigotica. Formazione del genoma fagico lambda-delta.

Esercizi relativi alla genetica batterica e fagica.

Differenza nella segregazione (alla F2) di due loci quando sono indipendenti o quando sono “in linkage” (associati). 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.

 

Lezione che sfrutta sistemi interattivi per riepilogare gli argomenti trattati (incrocio a due punti, distanze di mappa tra due loci), incluso esercizi sull’incrocio a due punti.

L’incrocio a tre punti (tre loci concatenati). Stabilire l’ordine e la distanza di mappa genetica di loci in linkage.

Uno sguardo ravvicinato alla ricombinazione meiotica: il DNA eteroduplex e la struttura di Holliday.

Esercizi sull’incrocio a tre punti

Definizione di Popolazione

in Equilibrio di Hardy-Weinberg (HWE).

Calcolo delle frequenze alleliche e gametiche. Calcolo delle frequenze genotipiche e fenotipiche. Applicazione del test del chi-quadro per misurare se una popolazione e’ in HWE

Esercitazione relativa alla Genetica di Popolazione. Equilibrio di Hardy-Weinberg.

Genetica di popolazione. Effetto della selezione naturale.

La deriva genetica.

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.

Dal genotipo al fenotipo: le mutazioni geniche.

Anatomia del gene eucariota -2. Lo splicing.  La sequenza codificante (coding sequence, CDS; open reading frame, ORF).

Gli effetti delle mutazioni geniche.

Dal genotipo al fenotipo: le mutazioni cromosomiche.

Le euploidie. La monoploidia e i casi di triploidie, tetraploidie, esaploidie. Autotetraploidizzazione mitotica naturale.

Lezione di riepilogo sull’anatomia del gene eucariota e sugli effetti delle mutazioni geniche

Le euploidie. La monoploidia e i casi di triploidie, tetraploidie, esaploidie. Autotetraploidizzazione mitotica naturale o indotta da colchicina. Triplodi 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. 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.

Il rimodellamento della cromatina per il controllo dell’espressione genica eucariota.

L’effetto di posizione (esempio di variegazione dell’occhio rosso di Drosophila per effetto di posizione).

RESTA IN PROGRAMMA IL SEGUENTE ARGOMENTO:

La regolazione genica procariota.

- L’operone lac (lattosio). (Con relativi esercizi)

- L’operone arabinosio

-L’operone triptofano e l’attenuazione

 

Non in programma 2019/2020:

Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti:

- Il regulone Galattosio

-Regolazione dell’espressione genica mediante controllo della cromatina