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Modulo di Genetica di Biologia Generale

Laurea triennale Scienze Naturali

Informazioni generali sul corso.

Attenzione: leggere attentamente quanto segue.

 

LE DATE DEGLI APPELLI, L' ISCRIZIONE E I RISULTATI DELLE PROVE SCRITTE.

 

 

 

 

 

 

 

1) Libri di testo consigliati:

"Genetica. Principi di analisi formale", by Anthony Griffiths (Zanichelli)

 Eserciziario di Genetica con guida alla soluzione. Daniela Ghisotti, Luca Ferrari. Ed. Piccin.

 

 

 

 

 

2) Tipologia di lezioni:

Le lezioni sono di tipo frontale (5 CFU = 40h).  1 CFU (=12 ore) prevede esercitazioni su problemi di genetica formale.

 

 

3) Altro materiale utile:

Diapositive e video-registrazioni delle lezioni

 

 

4) Il programma del corso:

In questo sito e nel sito universitario (e-learning)

Per gli studenti degli anni precedenti al 2019-2020:

il presente programma di esame risulta in continuità con il programma dei corsi tenuti dal Prof. Barale e dal Prof. Giovannoni. Tuttavia, si prega di prenderne accurata visione per essere consapevoli e preparati sugli aggiornamenti apportati. 

 

5) I ricevimenti:

Non esiste un orario specifico di ricevimento. Occorre prenotare un appuntamento col docente all'indirizzo: stefano.landi@unipi.it

ATTENZIONE:

Per le comunicazioni con i docenti è obbligatorio utilizzare la propria e-mail istituzionale (@studenti.unipi.it). Le altre e-mails personali (tipo “@gmail.com”) sono filtrate dal sistema anti-spam e non riceveranno risposta.

 

 

 

 

6) L'esame quando sarà possibile in presenza:

E' prevista una prova scritta della durata di 3 ore congiuntamente con il modulo di Citologia (Prof. Onorati). Si consiglia di dedicare circa 1.5h alla parte di Citologia e 1.5h a quella di Genetica  per svolgere compiutamente l’esame nel suo insieme.

Per la parte di Genetica è data facoltà di sostenere anche una prova orale (facoltativa, su appuntamento). Questa fornisce la possibilità di perfezionare la propria valutazione dello scritto fino ad un massimo di 1 punto A SALIRE, qualora la prova orale sia sostanzialmente migliore dello scritto, o A SCENDERE (qualora si evidenzino ulteriori lacune non emerse nello scritto).

 

 Esame a distanza:

Fino a diversa disposizione attualmente si effettuano prove scritte a distanza che hanno la funzione di pre-screening per verificare i requisiti minimi di ammissibilità, a cui segue una prova orale obbligatoria.

Fino agli appelli di Giugno, per gli studenti degli anni passati,  gli esami di Genetica e Citologia sono tenuti separatamente con scritti e orali effettuati in date indipendenti.

Il sistema congiunto inizia con gli appelli degli studenti frequentanti l’a.a. 2020-2021. A decorrere dagli appelli di Giugno le due materie saranno verificate sempre nella stessa prova scritta. Gli orali potranno avere date disgiunte.

Segui questo link per I RISULTATI DELLE PROVE SCRITTE E LA DATA DI VERBALIZZAZIONE.

PER VISIONARE LE PROVE SCRITTE OCCORRE RICHIEDERE appuntamento inviando una posta elettronica

7) Consigli:

Alla prova scritta in presenza ci si presenta con

1) FOGLIO PROTOCOLLO

2) CALCOLATRICE,

3) DOCUMENTO DI IDENTITA',

4) PENNA (BLU O NERA).

 

NON VERRANNO CORRETTI gli scritti compilati con:

- penne rosse

- lapis

- sbianchetto

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:

Seguire questo link: le FAQ (frequently asked questions) del corso.

 

 

 

 

Programma svolto nell’anno 2020-2021

 

 

Data

 

Aula

Orario

Ore

Ore cumulative

Argomento

Recordings

Diapositive

Riferimenti sul testo 

1

16/02/2021

Ma

Virtuale su Teams, link attivo.

14-16

2

2

Presentazione del corso. Libro di testo consigliato e sito web. Il DNA. La scoperta della trasformazione (Griffith). L'esperimento di Hershey-Chase. La struttura del DNA. La regola di Chargaff. La doppia elica. La struttura del DNA. La replicazione semiconservative. Gli esperimenti di Meselson-Stahl.

.Lez 1.

Diapositive 1

Capitolo 7 del Griffiths

2

18/02/2021

Gi

Virtuale su Teams, link attivo.

9-11

2

4

Gli esperimenti di Cairns. La bolla di replicazione.

La reazione chimica della DNA polimerasi. La sintesi del DNA. Leading e Lagging strands. La tautomerizzazione delle basi. L’attivita’ proof-reading della DNA polimerasi.

.Lez 2.

 

 Capitolo 7 del Griffiths

3

23/02/2021

Ma

Virtuale su Teams, link attivo.

14-16

2

6

Il replisoma. Le DNA topoisomerasi. Le origini di replicazione. I telomeri e la telomerasi. Relazione tra telomeri, cancro e invecchiamento.

.Lez 3.

Diapositive 2

Gli elementi essenziali possono essere ritrovati nei capitol 12 pag 481-485 e 14.2-14.3 del “Karp”, “Biologia cellulare e molecolare” Ed. Edises.

Circa l’RNA:

capitolo 8 del Griffiths

4

25/02/2021

Gi

Virtuale su Teams, link attivo.

9-11

2

8

I livelli di organizzazione del DNA nel cromosoma. Il nucleosoma. La fibra cromatinica. Il ciclo cellulare.

.Lez 4.

 

 

5

02/03/2021

Ma

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14-16

2

10

La mitosi e la meiosi. Confronto, similarita’ e differenze. Gli stadi della profase della meiosi I.

L’RNA. Gli esperimenti pulse/chase di Volkin-Astrachan. 

.Lez 5.

Diapositive 3

6

04/03/2021

Gi

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9-11

2

12

 

Differenze tra RNA e DNA. Il dogma centrale della biologia. RNA messaggero e RNA funzionali (miRNA, siRNA, piRNA, snRNA, rRNA, tRNA, lncRNA).

La trascrizione. La reazione di polimerizzazione dell’RNA. Il filamento stampo. Il filamento codificante.

Trascrizione nei procarioti. Fasi di inizio, allungamento e terminazione intrinseca o Rho-dipendente. Il promotore procariota. Le regioni 5’UTR e 3’UTR. La trascrizione eucariota. Differenze tra procarioti e eucarioti. Inizio della trascrizione e promotore negli eucarioti. I fattori di trascrizione. Il complesso di pre-inizio. Le sequenze cis-acting. Gli enhancers.

.Lez 6.

Capitolo 8 del Griffiths.

Le sequenze “cis-acting” e gli “enhancers” possono essere

studiati al capitolo 12, pagine 445-447.

7

09/03/2021

Ma

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14-16

2

14

Riepilogo degli ultimi argomenti. La maturazione dell’RNA messaggero. 5’ Capping. Lo splicing. Lo spliceosoma. Esempi accessori di mutanti nelle sequenze importanti per la trascrizione.

.Lez 7.

 

Capitolo 8 del Griffiths.

Link utile:

Esempi accessori

di mutanti nelle sequenze importanti per la trascrizione, splicing, traduzione (capitoli 8 e 9)

8

11/03/2021

Gi

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9-11

2

16

La meccanica dello splicing. Lo splicing alternativo (isoforme degli mRNA). Esempi di competizione tra siti di splicing e splicing aberrante. Sequenze ESS, ISS, ESE, ISE. Introni di classe 1. Esempi accessori di patologie legate a mutazioni nelle sequenze implicate nello splicing o nella sua regolazione.

Terminazione della trascrizione, poliadenilazione.

.Lez 8.

 

 

9

16/03/2021

Ma

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14-16

2

18

Traduzione e sintesi proteica. Il dogma centrale. Aminoacidi, polipeptidi e proteine. Il legame peptidico. Struttera primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine.

.Lez 9.

Diapositive 4

10

18/03/2021

Gi

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9-11

2

20

Alla scoperta della relazione tra geni e proteine.

Gli esperimenti di Beadle & Tatum in Neurospora crassa: Stati diploidi e stati aploidi e l’ipotesi “un gene= un enzima”. La complementazione genica.

Gli esperimenti di Yanofski: la collinearita’ tra sequenza di DNA e sequenza aminoacidica. Gli esperimenti di Brenner. Prove dirette e indirette che il codice e’ basato su “triplette” (i codoni).

.Lez 10.

  

Capitolo 9 del Griffiths.

Link utile: l’esperimento di Beadle e Tatum 

11

23/03/2021

Ma

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14-16

2

22

Polinucleotidi e mRNA sintetico. La decodifica del codice genetico.  La struttura degli aminoacidi. I mutanti “amber” di fago T4 e i codoni di stop. Il tRNA adattatore, gli anti-codoni. L’aminoacil-tRNA-sintetasi. La degenerazione del codice genetico. Struttura del ribosoma. Gli rRNA quali ribozimi. La sintesi proteica nei siti E, P, A ribosomali. Antibiotici e sintesi proteica. Inizio della traduzione nei procarioti: sequenza di Shine-Dalgarno. Inizio negli eucarioti: cap-recognition e sequenze IRES. La traduzione: allungamento della catena polipeptidica e terminazione. Le mutazioni “soppressore” del fago mutante “amber” in E. coli.

.Lez 11.

 

Capitolo 9 del Griffiths.

12

25/03/2021

Gi

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9-11

2

24

Riepilogo dell’allungamento della catena polipeptidica in traduzione. tRNA isoaccettori, tRNA soppressore.

Esempi di mutazioni nella coding sequence (CDS). Mutazioni missenso, non-senso, silenti, e frame-shift (in frame e non). Emoglobinopatie e fibrosi cistica.

Il ripiegamento delle proteine e le modifiche post-traduzionali delle proteine. Le ciaperonine, i segnali di veicolazione nel reticolo endoplasmatico liscio o i fattori di localizzazione nucleare, la fosforilazione, la poli-ubiquitinazione.

- - - - - - - - - - - - -- - - - - - - -

.Lez 12.

 

 Capitolo 9 del Griffiths.

13

30/03/2021

Ma

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14-16

2

26

Mendel. Autoimpollinazione. Sette caratteri per i piselli. Dominanza, recessivita’.

.Lez 13.

Diapositive 5.

Capitolo 9 del Griffiths

 

 

 

 

 

 

 

PAUSA ACCADEMICA

 

 

 

14

13/04/2021

Ma

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14-16

2

28

Prima legge di Mendel. Test del chi-quadro per analizzare statisticamente la differenza tra i dati “osservati” rispetto a quelli attesi definiti da una precisa ipotesi.

.Lez 14.

Capitolo 9 del Griffiths

15

15/04/2021

Gi

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9-11

2

30

Prima legge di Mendel e relativi esercizi.

.Lez 15.

 

Capitoli 2 e 3 del Griffiths

16

20/04/2021

Ma

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14-16

2

32

Esercizi sulle leggi di Mendel.

L'eredita' legata al sesso.

Tipi di eredita'. Osservazione degli alberi genealogici per tratti autosomici recessivi o dominanti. Esempi di condizioni legate ad alleli recessivi o dominanti.

I tratti legati all'X, esempio di progenie attesa (occhio bianco di Drosophila). Non reciprocita’ degli incroci MxF e FxM.

La determinazione del sesso. Il cromosoma Y. Emizigosi, regione pseudoautosomica.

.Lez 16.

 

Capitoli 2 e 3 del Griffiths

17

22/04/2021

Gi

Virtuale su Teams, link attivo.

9-11

2

34

La Lyonizzazione dell'X, Eredita' dominante legata all'X e legata all’Y. Esercizi.

Seconda legge di Mendel. Rapporto di segregazione 9:3:3:1 nei diibridi.

.Lez 17.

Diapositive 6.

Capitoli 2 e 3 del Griffiths

18

27/04/2021

Ma

Virtuale su Teams, link attivo.

14-16

2

36

Esercizi sulle leggi di Mendel.

.Lez 18.

Capitoli 2 e 3 del Griffiths

19

29/04/2021

Gi

Virtuale su Teams, link attivo.

9-11

2

38

Alberi evolutivi sfruttando il genoma mitocondriale (eredita’ matrilineare) o l cromosoma-Y (eredita’ patrilineare). La definizione di aplotipo. Geogenetica e migrazioni di Homo sapiens.

Eredita’ citoplasmatica. Eteroplasmia.

Ancora esercizi di genetica.

.Lez 19.

 

Capitoli 2 e 3 del Griffiths

20

04/05/2021

Ma

Virtuale su Teams, link attivo.

14-16

2

40

Mutazioni cromosomiche.

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.

.Lez 20.

Diapositive 7.

Capitolo 17 del Griffiths

21

06/05/2021

Gi

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9-11

2

42

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.

.Lez 21.

 

Capitolo 17 del Griffiths

22

11/05/2021

Ma

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14-16

2

44

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).

Evoluzione dei genomi 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.

.Lez 22.

 

Capitolo 17 del Griffiths

23

13/05/2021

Gi

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9-11

2

46

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.

Le aberrazioni cromosomiche della linea somatica. Delezioni interstiziali, frammenti acentrici, traslocazioni bilanciate e non bilanciate tra cromosomi omolghi e non omologhi, inversioni para e peri centriche. Piastre metafasiche dopo irraggiamento con radiazioni ionizzanti. Aberrazioni cromosomiche “instabili” (dicentrici e rings).

L’effetto di posizione. Esempio di variegazione dell’occhio rosso di Drosophila M. per effetto di posizione.

.Lez 23.

 

Capitolo 17 del Griffiths

24

18/05/2021

Ma

Virtuale su Teams, link attivo.

14-15

2

47

Esempio di traslocazioni cromosomiche oncogenetiche.

Associazione (linkage) genetica.

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.

.Lez 24.

Diapositive 8.

Capitolo 4 del Griffiths

 

 

 

 

 

 

 

Inconveniente tecnico per la DaD

 

 

 

25

20/05/2021

Gi

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9-11

2

49

Morgan e la teoria cromosomica dell’eredita’. Conciliare la legge di Mendel con le osservazioni di “Coupling”.

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.

.Lez 25.

 

Capitolo 4 del Griffiths

26

25/05/2021

Ma

Virtuale su Teams, link attivo.

14-16

2

51

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

.Lez 26.

 

Capitolo 4 del Griffiths

27

27/05/2021

Gi

Virtuale su Teams, link attivo.

9-11

2

53

 La regolazione dell’espressione genica nei procarioti. Jacob-Monod: la regolazione dell’operone lac di E. coli. Logica operazionale dell’operone lac. Repressione da catabolita.

.Lez 27.

Diapositive 10.

 Capitolo 11 del Griffiths

(limitatamente all’operone lattosio)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DEMO esame

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ARGOMENTI ANNI PRECEDENTI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La regolazione dell’operone arabinosio. La regolazione dell’operone triptofano (attenuazione). La regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Regolazione post-trascrizionale. RNA interference: micro-RNA, silencing-RNA. miRNA e siRNA. Localizzazione, biogenesi, meccanismi di azione ed esempi di ruolo in alcuni processi biologici.

 

 

 Capitolo 11 del Griffiths

 

 

 

 

 

 

 

Regolazione trascrizionale eucariota. Saccharomyces cerevisiae come cellula modello per lo studio della regolazione genica negli eucarioti. Ciclo vitale.

I reguloni. La regolazione dei geni Galattosio in lievito. Il regolatore trascrizionale Gal4 e le sequenze enhancer UAS. Il controllo trascrizionale dei geni α-/a- specifici del Mating type di lievito.

 

 

Capitolo 12 del Griffiths

 

 

 

 

 

 

 

Regolazione per compattamento della cromatina. Istone acetil-transferasi, istone de-acetilasi. Esempi nel lievito: (1) regolazione del regulone Galattosio; (2) Mating-type. Effetti di regolazione cromatinica a lungo termine: esempio del Mating type di lievito, i mutanti “sir” (silent information regulators).

Regolazione per rimodellamento della cromatina. Mutanti SWI-SNF. Il complesso SWI-SNF. Una visione di insieme della attivazione trascrizionale: l’esempio dell’enhanceosoma e del promotore dell’Interferone-beta umano.

Mantenimento della memoria epigenetica nella divisione cellulare: (1) distribuzione dell’ottamero nei nucleosomi del DNA nelle cellule figlie; (2) metilazione del DNA, isole CpG.

Gli isolanti degli enhancer.

 

 

Capitolo 12 del Griffiths

 

 

 

 

 

 

 

Cariotipo e eterocromatina centromerica di Drosophila: il silenziamento trascrizionale per effetto di posizione. Variegazione per effetto di posizione. L’esempio del gene white di Drosophila e gli esperimenti di Muller. Diffusione dell’eterocromatina. Mutanti di Drosophila per la variegazione dell’occhio e proteine HP-1, istone metil-transferasi (HMT) e istone demetilasi. Imprinting genere-specifico. Esempio del locus Igf2 e H19 murino. Esempio di locus per la sindrome di Prader-Willy/Angelman cromosoma 15 umano.

La mutazione: breve riepilogo degli effetti molecolari delle mutazioni puntiformi. Mutazioni entro la Open Reading Frame, mutazioni che alterano i siti di regolazione di un gene. Analisi a livello di mRNA (tramite Northern Blot) e proteine (tramite Western Blot) degli effetti molecolari delle mutazioni.

 

 

Capitolo 12 del Griffiths

 

 

Capitolo 16 del Griffiths

 

 

 

 

 

 

 

Il test di fluttuazione di Luria-Delbruck. Lederberg e la replicazione delle piastre petri. Meccanismi molecolari delle mutazioni spontanee. Protonazione, tautomeria, appaiamenti purina::purina, idrolisi spontanea e siti abasici. L’ossidazione delle basi del DNA e la deamminazione spontanea.

 

 

Capitolo 16 del Griffiths

 

 

 

 

 

 

 

Meccanismi di formazione delle mutazioni InDel. Il crossing over ineguale come meccanismo di mutazione spontanea. Splippage misalignment. Le malattie da “amplificazione di triplette”: Corea di Huntington, la sindrome dell’X fragile.

 

 

 Capitolo 16 del Griffiths + Pagina 633 (Crossing Over Ineguale)

 

 

 

 

 

 

 

Le mutazioni indotte da mutageni. Gli analoghi di base. Gli alchilanti. I grossi addotti al DNA (Benzopirene, aflatossina, NNK). Gli intercalanti.

Radiazioni ultravioletta e ionizzanti. Mutazioni della linea somatica e della linea germinale. Mutazioni geniche e cromosomiche. Riparazione: fotoliasi. Metilguanosina-metiltransferasi.

 

 

Capitolo 16 del Griffiths

 

 

 

 

 

 

 

Attivita’ proof-reading della DNA polimerasi. Il “mismatch repair”. Hereditary nonpolyposis colon cancer (HNPCC). Riparazione per escissioni di basi (Base excision repair, BER). Riparazione per escissione di nucleotide (Nucleotide excision repair, NER). NER “global” e “accoppiato alla trascrizione”. Xeroderma pigmentosum e Sindrome di Cockayne. Test di complementazione. Unscheduled DNA synthesis.

 

 

Capitolo 16 del Griffiths

 

 

 

 

 

 

 

Sintesi riparativa trans-lesione del DNA. Riparazione delle rotture a singolo e a doppio filamento. Non-homologous end-joining (NHEJ) e riparazione per ricombinazione omologa (HRR). Ruolo di MGMT, MutS, hMSH2,  hMLH1, hMLH3, hMSH3, hMSH6, OGG1, UNG, APE-1, PARP, FEN1, XPA, XPB, XPC, XPD, XPG, ERCC1, CSA, CSB, DNA polimerasi delta, ATM, BRCA1, BRCA2, Rads50, Rad51, NBS1, nella riparazione del DNA. Ataxia telangiectasia e Nijmegen Breakage Syndrome.

 

Capitolo 16 del Griffiths

Un link utile sulla riparazione del DNA:

http://www.youtube.com/watch?v=UzXcq2h0VCk

 

 

 

 

 

 

 

Progenie attesa e osservata.

Uso del Chi-Quadro.

1) nei rapporti mono- e di-ibridi.

2) nel concetto di pool genico e nella verifica dell’equilibrio di Hardy-Weinberg.

 

 

Capitolo 3. Pag. 93-96.

Capitolo 18. Pag 666-670

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vecchio programma, non in uso

Fonti

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Presentazione del corso. Libro di testo consigliato e sito web. Gregor Mendel. Autoimpollinazione. Sette caratteri per i piselli.

Dominanza, recessivita’. Prima legge di Mendel.

Capitolo 2 del Griffiths

Diapositive 1

 

 

 

L'eredita' legata al sesso. Tipi di eredita'. Osservazione degli alberi genealogici per tratti autosomici recessivi o dominanti. Esempi di condizioni legate ad alleli recessivi o dominant nei cromosomi autosomici.

Capitolo 2 del Griffiths

 

 

 

 

Tratti recessive legati all’X, tratti dominant legati all’X. L’inattivazione del cromosoma X (Lyonizzazione). Caratteri dominant legati all’Y. Esercizi sulla prima legge di Mendel e sui relative alberi genealogici.

Capitolo 2 del Griffiths

+

Capitolo 12 (Pag 456-457)

 

 

 

 

Esercizi sulla prima legge di Mendel. Il DNA. La scoperta della trasformazione Gli esperimenti di Griffith e Avery. L'esperimento di Hershey-Chase.

Capitolo 7 del Griffiths

 Diapositive 2

 

 

 

La chimica e la struttura del DNA. Le regole di Chargaff. La doppia elica. La replicazione semiconservativa. Gli esperimenti di Meselson-Stahl e Cairns.

Capitolo 7 del Griffiths

 

 

 

 

Tipi di DNA polimerasi. La replicazione del materiale genetico. La reazione chimica della DNA polimerasi. La sintesi del DNA. Leading e Lagging strands. I frammenti di Okazaki. La tautomerizzazione delle basi. L’attivita’ proof-reading della DNA polimerasi. Il replisoma. Le DNA topoisomerasi.

 

I livelli di organizzazione del DNA nel cromosoma eucariota. Gli istoni, il nucleosoma. La fibra cromatinica da 30 nm. (Capitolo 12 pag 439-444, eventualmente: Capitolo 14.2-14.3 del “Karp”, “Biologia cellulare e molecolare” Ed. Edises.)

Capitolo 7 del Griffiths

Link per i videoclips 2

 

 

 

Il replisoma procariota e eucariota. Le origini di replicazione.

Capitolo 7 del Griffiths

 

 

 

 

I telomeri e la telomerasi. Mutazioni WRN. Relazione tra telomeri, invecchiamento e cancro.

 

Le fasi della divisione cellulare. Stadi diploidi e stadi aploidi. Ciclo mitotico. Mitosi e meiosi: confronto. Gli stadi della profase della prima divisione meiotica.

 Capitolo 7 del Griffiths

 

 

Capitolo 2 del Griffiths

Utile anche studiare Capitolo 12 pag 481-485 e 14.2-14.3 del “Karp”, “Biologia cellulare e molecolare” Ed. Edises

 

Diapositive 3

Link per i videoclips 3

 

 

 

Assortimento indipendente dei geni.

La seconda legge di Mendel. Calcolo delle combinazioni di genotipi per incroci tra diibridi. Calcolo del numero di genotipi e del numero di fenotipi. Frequenze fenotipiche 9:3:3:1. Relazione tra genotipi e fenotipi. Calcolo tramite Quadrato di Punnet o calcolo di probabilita’.

Dati osservati e dati attesi. Test del chi-quadro.

Come creare linee pure sfruttando caratteri indipendenti.

Capitolo 3 del Griffiths

Diapositive 4

 

 

 

Creare e selezionare piante/organismi con caratteristiche interessanti: line pure o ibridi su n-loci.

Le basi cromosomiche dell’assortimento indipendente. Le ascospore come modello per “vedere” la meiosi.

Capitolo 3 del Griffiths

 

 

 

 

Modelli per i loci dei tratti quantitativi (QTL, quantitative trait loci): eredita’ poligenica, piu’ loci per lo stesso tratto (modello di altezza e tre loci). Serie alleliche: piu’ alleli per lo stesso locus (modello della fosfatasi acida eritrocitaria).

 

Eredita’ extra-nucleare. Eteroplasmia.

Capitolo 3 del Griffiths

 

 

 

 

Penetranza ed espressivita’.

 

Relazione tra genotipo e fenotipo, parte I:

Mutazioni cromosomiche su larga scala. Modificazioni del numero di cromosomi: le euploidie. Individui triploidi, monoploidi, tetraploidi.

Capitolo 6, pagina 241>> del Griffiths

 

Capitolo 17 del Griffiths

Diapositive 5

 

 

 

Segregazione alla meiosi di un triploide. Frutti poliploidi. Aneuploidie. Non disgiunzione meiotica e gameti aneuploidi. Aneuploidie umane. 

Capitolo 17 del Griffiths

 

 

 

 

Sindrome di Turner, Klinefelter, XYY, superfemmine, Sindrome di Edwards, Pateau,e Down. Cause biologiche della non disgiunzione.

Il problema del dosaggio genico.

Aneuploidie visualizzate all’interfase tramite Fluorescent In situ Hybridization. Forma e classificazione dei cromosomi umani. Anomalie cromosomiche strutturali.

Capitolo 17 del Griffiths

 

 

 

 

Forma e classificazione dei cromosomi umani. Bandeggio cromosomico. Alterazioni alla meiosi, non-allelic homologous recombination. Delezioni interstiziali, Sindrome del Cri du Chat, effetti alla meiosi. Uso delle delezioni per la mappatura dei geni in Drosophila. Crossing over ineguale  (microdelezioni e microduplicazioni interstiziali). Sindrome di Williams. Esempio di evoluzione dei loci per crossing over ineguale.

Capitolo 17 del Griffiths

 

 

 

 

Mutazioni cromosomiche strutturali. Inversioni pericentriche e paracentriche.

Capitolo 17 del Griffiths

 

 

 

 

Mutazioni cromosomiche strutturali. Traslocazioni bilanciate e sbilanciate. Fusioni robertsoniane. Effetti alla meiosi. Linea somatica: aberrazioni cromosomiche. Effetto di posizione sul cromosoma. Riarrangiamenti cromosomici somatici e cancro.

Capitolo 17 del Griffiths

 

 

 

 

RNA:trascrizione e maturazione. L’RNA. Gli esperimenti pulse/chase di Volkin-Astrachan. Differenze tra RNA e DNA. Il dogma centrale della biologia. RNA messaggero e RNA funzionali (miRNA, siRNA, piRNA, snRNA, rRNA, tRNA, lncRNA). La trascrizione nei procarioti. La reazione di polimerizzazione dell’RNA. Il filamento stampo. Il filamento codificante. Trascrizione nei procarioti. Fasi di inizio, allungamento e terminazione intrinseca o Rho-dipendente. Il promotore procariota. Le regioni 5’UTR e 3’UTR.

Capitolo 8 del Griffiths

Diapositive 6

 

L'AUDIO DELLA LEZIONE - link.

 

 

 

La trascrizione eucariota. Differenze tra procarioti e eucarioti. Inizio della trascrizione e promotore negli eucarioti. I fattori di trascrizione. Il complesso di pre-inizio. Le sequenze cis-acting. Gli enhancers.

Capitolo 8 del Griffiths.

Le sequenze “cis-acting” e gli “enhancers” possono essere

studiati al capitolo 12, pagine 445-447.

 

 

 

 

La maturazione dell’RNA messaggero. 5’ Capping.  

 Capitolo 8 del Griffiths.

Link utile:

Esempi accessori

di mutanti nelle sequenze importanti per la trascrizione, splicing, traduzione (capitoli 8 e 9)

 

 

 

Lo splicing. Lo spliceosoma. Gli snRNA e snRNP. Sequenze consensus introniche. La meccanica dello splicing. Lo splicing alternativo. Esempi di competizione tra siti di splicing e splicing aberrante. Sequenze ESS, ISS, ESE, ISE. Introni di classe 1. Terminazione della trascrizione, poliadenilazione. Traduzione e sintesi proteica.

Capitolo 8 del Griffiths.

Link per i videoclips 6

 

 

 

Il dogma centrale. Aminoacidi, polipeptidi e proteine. Il legame peptidico. Struttera primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Ipotesi: un gene= un enzima. Esperimenti di Beadle e Tatum. Yanofski: collinearita’ tra sequenza di DNA e sequenza aminoacidica.

  Capitolo 9 del Griffiths.

Link utile: l’esperimento di Beadle e Tatum 

 

 

 

Gli esperimenti di Brenner. Prove dirette e indirette che il codice e’ basato su “triplette” (i codoni). Polinucleotidi e mRNA sintetico. La decodifica del codice genetico.

 Capitolo 9 del Griffiths.

Diapositive 7

 

 

 

La struttura degli aminoacidi. I mutanti “amber” di fago T4 e i codoni di stop. Il tRNA adattatore, gli anti-codoni. L’aminoacil-tRNA-sintetasi. La degenerazione del codice genetico. Struttura del ribosoma. Gli rRNA quali ribozimi. La sintesi proteica nei siti E, P, A ribosomali. Antibiotici e sintesi proteica. Inizio della traduzione nei procarioti: sequenza di Shine-Dalgarno. Inizio negli eucarioti: cap-recognition e sequenze IRES.

 Capitolo 9 del Griffiths

Link per i videoclips 7

 

 

 

La traduzione:  allungamento della catena polipeptidica e terminazione. Le mutazioni “soppressore” del fago mutante “amber” in E. coli. Esempi di mutazioni nella coding sequence (CDS). Mutazioni missenso, non-senso, silenti, e frame-shift (in frame e non). Emoglobinopatie e fibrosi cistica. . Il ripiegamento delle proteine e le modifiche post-traduzionali delle proteine. Le ciaperonine, i segnali di veicolazione nel reticolo endoplasmatico liscio o i fattori di localizzazione nucleare, la fosforilazione, la poli-ubiquitinazione

 Capitolo 9 del Griffiths

 

 

 

 

La regolazione dell’espressione genica nei procarioti.

 Capitolo 11 del Griffiths

 

 

 

 

 Jacob-Monod: la regolazione dell’operone lac di E. coli. Logica operazionale dell’operone lac. Repressione da catabolita. La regolazione dell’operone arabinosio.

Capitolo 11 del Griffiths

Diapositive 8

 

 

 

La regolazione dell’operone triptofano (attenuazione). La regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. I reguloni. La regolazione dei geni Galattosio in lievito. Il regolatore trascrizionale Gal4 e le sequenze enhancer UAS.  Regolazione per compattamento della cromatina. Istone acetil-transferasi, istone de-acetilasi.

Regolazione per rimodellamento della cromatina. Il complesso SWI-SNF. Una visione di insieme della attivazione trascrizionale: l’esempio dell’enhanceosoma e del promotore dell’Interferone-beta umano.

Mantenimento della memoria epigenetica nella divisione cellulare:  distribuzione dell’ottamero nei nucleosomi del DNA nelle cellule figlie

Capitolo 12 del Griffiths

 Link per i videoclips 8

 

 

 

Concetto di pool genico e verifica dell’equilibrio di Hardy-Weinberg.

Capitolo 18. Pag 666-670

Diapositive 9

 

DEMO esame