Ai fini di un più proficuo apprendimento di alcuni contenuti del corso sono necessarie conoscenze di base di Chimica 

Il corso di insegnamento si propone di fornire allo studente le conoscenze di base sulle macromolecole biologiche, DNA, RNA e Proteine e sui processi biologici che permettono il flusso dell'informazione genetica da una cellula madre alle cellule figlie e  dal DNA alle proteine: replicazione, trascrizione e traduzione. Inoltre il corso fornisce conoscenze di base sulla struttura del gene e del genoma e sui meccanismi molecolari che sono alla base della regolazione dell’espressione genica. 

Conoscenza e capacità di comprensione: Al termine del corso, la studentessa/lo studente dovrà definire la struttura degli acidi nucleici e delle proteine, descrivere i processi molecolari in cui queste  macromolecole sono coinvolte 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: La studentessa/lo studente utilizzerà le conoscenze acquisite per una applicazione pratica in  diagnostica e ricerca in ambito biomedico,  Lo studente  approfondirà le conoscenze sulla complessità del DNA genomico e dei processi che stanno alla base della regolazione del gene e della sua espressione.  Lo studente acquisirà il metodo scientifico discutendo gli esperimenti  che hanno permesso di delucidare i meccanismi biologici molecolari. 

Autonomia di giudizio: al termine del corso la studentessa/lo studente deve saper integrare le diverse tematiche dell’insegnamento in una visione globale dei processi molecolari per collegare meccanismi biomolecolari con altri campi di analisi e ricerca.
Abilità comunicative: al termine del corso la studentessa/lo studente deve aver la capacità di esporre in sintesi il contenuto di una tematica trattata durante le lezioni, individuando i punti e le componenti chiave della suddetta tematica.
 Capacità di apprendimento: Basandosi sulla conoscenza ottenuta durante il corso, la studentessa/lo studente sarà capace di apprendere e collegare con autonomia tematiche più complesse nel campo  biomedico.

A completamento del corso, gli studenti saranno in base di comprendere i principali meccanismi molecolari alla base della regolazione dell'espressione genica, e come queste conoscenze possono essere applicate nel campo della biomedicina moderna

La modalità di erogazione della didattica è del tipo tradizionale. Le lezioni in aula prevedono l’utilizzo di diapositive talora con collegamenti ipertestuali a specifiche pagine Web.

Il conseguimento dei crediti attribuiti all’insegnamento è ottenuto mediante prova scritta con votazione finale in trentesimi ed eventuale lode come indicato dal DM 418 del 30/5/2025

20 novembre 10 dicembre

I nucleodi e gli acidi nucleici. Il modello di Watson e Crick e la doppia elica del DNA. Gli RNA: struttura e funzioni. RNA codificanti e non codificanti, ripetute in tandem (minisatelliti, microsatelliti). La replicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti: Il meccanismo semiconservativo. Le origini di replicazione, la formazione del complesso d’inizio e la forcella replicativa. Lo srotolamento del DNA: le DNA elicasi e le topoisomerasi. La primasi e l’innesco della replicazione. Le DNA polimerasi e le attività di correzione degli errori. Il filamento continuo e discontinuo e i frammenti di Okazaki. La rimozione dell’RNA e la DNA ligasi. La funzione dei telomeri e delle telomerasi. I telomeri e la senescenza replicativa. - I geni: Il concetto di gene e l’anatomia del gene procariotico ed eucariotico. Geni policistronici e monocistronici. Promotori ed elementi regolativi in cis. - Cenni sulla trascrizione nei procarioti: Il modello dell’operone Lac. - Il controllo dell’espressione genica negli eucarioti: trascrizionale, post-trascrizionale, traduzionale e post-traduzionale. - La trascrizione negli eucarioti: Le tre RNA polimerasi (I, II, III). I fattori di trascrizione generali. La TATA box. Promotori prossimali e distali (enhancer e silencer). I fattori di trascrizione specifici: l’esempio dei recettori degli ormoni steroidei. Inizio, elongazione e terminazione della trascrizione negli eucarioti. - La maturazione degli RNA: Il capping, la poliadenilazione, lo splicing e lo splicing alternativo. Cenni sullo spliceosoma e gli snRNA. I ribozimi. Editing dell’RNA. La regolazione della stabilità del messaggero (Deadenilazione e decapucciamento, miRNA ed RNA interference). - La sintesi delle proteine: Il meccanismo della traduzione. Gli attori della traduzione, mRNA, rRNA e tRNA. La sintesi degli aminoacil-tRNA. I ribosomi. Sintesi e maturazione degli rRNA e dei tRNA. Il codice genetico, i codoni e gli anticodoni. La ridondanza, la degenerazione, la non ambiguità e l’universalità del codice genetico. I fattori di inizio, di elongazione e di terminazione nella traduzione.

Programma estratto dal Syllabus pubblicato dal DM 418 del 30/5/2025

J.D.Watson et al. Biologia Molecolare del gene, Ed. Zanichelli

 B. Lewin Il gene, Ed. Zanichelli