Biologia molecolare

A.A. 2024/2025
8
Crediti massimi
68
Ore totali
SSD
BIO/11
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
ll corso si propone di fornire le conoscenze fondamentali dei meccanismi molecolari che all'interno delle cellule procariotiche ed eucariotiche regolano e sottendono il mantenimento e il flusso dell'informazione genetica. Inoltre prevede di fornire allo studente una panoramica delle principali tecniche di biologia molecolare utili alla medicina sperimentale e/o alla diagnosi medica.
Risultati apprendimento attesi
Approfondita conoscenza dei principali meccanismi di biologia molecolare (replicazione, trascrizione, maturazione dei trascritti, traduzione e riparazione) e della loro regolazione.

Buona conoscenza dei principali esperimenti che sono risultati utili al raggiungimento delle attuali nozioni nella biologia molecolare.

Conoscenze delle principali tecniche di biologia molecolare utili nella ricerca di base e applicata per lo studio dei meccanismi molecolari.

Capacità di applicare le conoscenze teoriche acquisite nel progettare correttamente semplici esperimenti di biologia molecolare e cellulare (includendo sempre i corretti controlli positivi e negativi) e risolvere in modo teorico specifici problemi biologici.

Discutere e valutare in modo critico i possibili risultati che derivano da un problema biologico.
Corso singolo

Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.

Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre

Programma
Didattica frontale:

Macromolecole biologiche: struttura e funzione di DNA, RNA, proteine.

Organismi modello per gli studi di biologia molecolare e metodi per generare un modello transgenico.

Principali tecniche di biologia molecolare per l'analisi di DNA, RNA e proteine e per la loro manipolazione (ibridazione degli acidi nucleici, Southern, Northern e Western blot, ibridazione in situ, sequenziamento del DNA, HIC, IP, ChIP, analisi del trascrittoma, EMSA e footprinting).

Topologia del DNA e topoisomerasi.

La condensazione della cromatina negli eucarioti: struttura dei nucleosomi e livelli superiori di condensazione.

Epigenetica: concetti di base (metilazione del DNA, modificazioni post-traduzionali degli istoni e l'ipotesi dell'esistenza di un codice istonico). Importanza dell'epigenetica nella salute umana.

La trascrizione nei procarioti: struttura dell'apparato trascrizionale, dei promotori e meccanismi di regolazione.

Il ciclo della trascrizione.

L'operone lattosio e triptofano.

La trascrizione negli eucarioti: struttura degli apparati trascrizionali, dei promotori e meccanismi di regolazione. Particolare enfasi viene data alla trascrizione di classe II.

Non-coding RNA: sintesi e funzione. Splicing dell'RNA: meccanismi molecolari.

Cenni sull'editing dell'RNA.

La traduzione nei procarioti e un accenno alle differenze negli eucarioti.

Replicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti.

Cenni sui meccanismi di insorgenza delle mutazioni e di riparazione del DNA.

Esercitazioni:

I ragazzi lavoreranno in gruppi di 4/5 studenti e svilupperanno, in modo teorico, un progetto di ricerca fino all'elaborazione di una presentazione in aula.
Prerequisiti
Gli studenti devono avere assolto a tutti gli obblighi di propedeuticità indicati nel piano di studi: Biologia generale e cellulare, Genetica.
Metodi didattici
La maggior parte del corso consiste di lezioni frontali. Durante le lezioni, gli studenti sono sollecitati a cercare di trovare strategie sperimentali utili a risolvere piccoli problemi scientifici o ad analizzare criticamente i risultati di alcuni esperimenti.

Il materiale didattico consistente in presentazioni in formato PDF e viene reso disponibile al termine della lezione sulla piattaforma myAriel.

La frequenza dell'insegnamento è obbligatoria.

E' anche prevista un'attività di esercitazioni, durante la quale viene svolta l'attività di didattica innovativa di Team-based Learning. Gli studenti, suddivisi in piccoli gruppi, devono svolgere in modo teorico un progetto di ricerca, applicando le conoscenze acquisite durante il corso e impostando le procedure sperimentali necessarie per risolvere il problema scientifico. Sotto forma di poster, gli studenti devono presentare ai compagni e al docente, lo svolgimento del progetto, le tecniche utilizzate e i possibili risultati.
Materiale di riferimento
Gli studenti dovranno studiare su almeno un libro di testo di biologia molecolare. ILe presentazioni utilizzate durante le lezioni saranno disponibili su myAriel.

I docenti consigliano uno dei seguenti testi (indicati in ordine casuale):

1.G. Capranico, E. Martegani, G. Musci, G. Raugei, T. Russo, N. Zambrano, V. Zappavigna Biologia Molecolare. Edito da EdiSES 2. Watson et al. Biologia molecolare del gene. Edito da Zanichelli

Forma3.L. Allison Fondamenti di Bioologia molecolare. Edito da Zanichelli
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Il livello di apprendimento viene verificato solamente al termine del corso, senza alcun appello intermedio o pre-appello. I primi tre appelli consistono in una prova scritta della durata di un'ora e mezza, in cui gli studenti devono rispondere a delle domande a risposta multipla o con brevi risposte. Per le domande a risposta multipla, a fronte di 5 opzioni possibili, sarà indicato se vi potranno essere una sola o più riposte esatte. I risultati della prova saranno comunicati per via telematica tramite la piattaforma ufficiale di UNIMI e lo studente potrà accettare o rifiutare il voto.

Negli appelli successivi l'esame è orale. Il colloquio è generalmente organizzato in due parti. Nella prima parte allo studente vengono poste due o tre domande volte a valutare la conoscenza dei principali argomenti svolti a lezione (includendo anche le esercitazioni). In questa prima fase vengono anche valutate la proprietà del linguaggio, la capacità di organizzare un discorso lineare e, in generale, la capacità espositiva. La seconda parte del colloquio è, in genere, rivolto solamente agli studenti che hanno dimostrato una buona dimestichezza con la materia. In questa fase del colloquio viene richiesto la soluzione di un particolare problema scientifico, avvalendosi delle tecniche di biologia molecolare spiegate a lezione. Questa fase del colloquio, certamente più complessa, serve a comprendere le capacità dello studente di spaziare all'interno della biologia molecolare e dei suoi approcci metodologici facendo uso diversificato di quanto imparato a lezione. In questa fase viene anche valutata la comprensione di come deve essere impostato un esperimento corretto includendo i necessari controlli e, quando necessario, gli appropriati standard interni. La valutazione sarà comunicata alla fine della prova.
BIO/11 - BIOLOGIA MOLECOLARE - CFU: 8
Esercitazioni: 8 ore
Lezioni: 60 ore
Turni:
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
Segrate, via F.lli Cervi 93