69341 - BIOLOGIA MOLECOLARE DEI PROCARIOTI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze dettagliate delle principali strategie di regolazione dell'espressione genica nei procarioti, con approfondimenti mirati riguardanti i meccanismi alla base della regolazione trascrizionale e post-trascrizionale mediata da RNA regolatori. In particolare, lo studente è in grado di: - analizzare e discutere con padronanza argomenti riguardanti la regolazione dell'espressione genica; - comprendere ed analizzare criticamente la letteratura biomolecolare in tutti i suoi aspetti; - progettare approcci sperimentali dettagliati su problematiche generali di carattere biomolecolare.

Contenuti

Introduzione. Componenti, struttura e meccanismi dell'RNA polimerasi. Struttura e funzione dei promotori: analisi degli elementi caratterizzanti i promotori batterici ed interazioni con l'RNA polimerasi. Meccanismi di controllo trascrizionale. Bacterial regulatory networks: analisi dell'architettura, ruolo e dinamiche di complessi networks di regolazione trascrizionale in batteri. Ruolo dei regolatori trascrizionali e principi alla base dell'interazione proteina-DNA (base readout, shape readout).

RNA non codificanti con funzione regolativa. Regolazione post-trascrizionale mediata da small RNA in batteri: funzioni biologiche e meccanismi molecolari alla base della regolazione. RNA regolativi trans-agenti: cis-encoded sRNA (RNA antisenso il trascritto target), RNA trans-encoded HfQ-dipendenti e indipendenti. RNA regolativi cis-agenti: sequenze di regolazione al 5'UTR del mRNA (riboswitches, attenuazione, RNA thermometers, Ribozymes). RNA regolativi che si associano e regolano proteine target. RNA regolativi multifunzione.

RNA non codificanti con ruolo immunitario: CRISPR/Cas system. Interazione fago-batterio: analisi approfondita del sistema CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)/Cas (CRISPR-associated), un sistema immunitario adattativo procariotico. Fasi dell'immunità mediata da CRISPR/Cas: Immunizzazione, Espressione e maturazione, Immunità. Analisi approfondita del tipo 2 di Streptococcus pyogenes: ruolo del tracrRNA, RNAsi III e di Cas9. Principali applicazioni del sistema CRISPR/Cas in ambito di genome editing e modulazione dell'espressione genica: confronto con le principali metodologie attualmente utilizzate per il genome-editing quali nucleasi Zinc-Finger (ZFNs) e transcription activator-like effector nucleases (TALENs).

Testi/Bibliografia

Reviews e articoli scientifici scelti in letteratura.

Metodi didattici

Lezioni frontali, analisi e discussione in aula sugli argomenti trattati e su articoli scientifici. Presentazioni PowerPoint riassuntive.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova d'esame mira a verificare il raggiungimento dei principali obiettivi didattici:

1) analizzare e discutere con padronanza argomenti riguardanti la regolazione dell'espressione genica;
2) comprendere ed analizzare criticamente la letteratura biomolecolare in tutti i suoi aspetti;
3) progettare approcci sperimentali dettagliati su problematiche generali di carattere biomolecolare.

La prova di accertamento consisterà nella rielaborazione e presentazione di un articolo scientifico di approfondimento su una tematica affrontata durante il Corso (verifica dell'obiettivo formativo 2) e in un colloquio orale su due quesiti riguardanti diverse parti del programma (verifica degli obiettivi formativi 1 e 3). Per ogni quesito lo studente riceve un voto, in base alla capacità dimostrata di esporre in modo sintetico e compiuto le specifiche tematiche, con alcuni spunti di analisi critica. I diversi voti parziali, combinati con la valutazione dell'esposizione orale dell'articolo scientifico, concorrono al voto finale in trentesimi.

Strumenti a supporto della didattica

Reviews e lavori scientifici forniti dal docente. PC e videoproiettore.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Davide Roncarati