66616 - GENETICA GENERALE

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del modulo, lo studente possiede le conoscenze fondamentali sulla natura, trasmissione, espressione e variabilità del materiale ereditario. Lo studente è in grado di comprendere i meccanismi dell'eredità biologica a livello molecolare, di famiglie e di popolazioni, interpretare i dati sperimentali ed effettuare valutazioni predittive.

Contenuti

Genetica Mendeliana

  • Approccio sperimentale ed analitico degli esperimenti di Mendel; incrocio monoibrido e legge mendeliana della segregazione dei caratteri; concetti di gene e allele.
  • Incrocio diibrido e legge mendeliana dell'assortimento indipendente; metodi per calcolare i rapporti genotipici e fenotipici.
  • Analisi statistica dei dati genetici: calcolo delle probabilità e il test del chi-quadrato. Trasmissione di caratteri ereditari nell'uomo: analisi degli alberi genealogici

Divisione cellulare ed eredità dei cromosomi

  • richiami sulle fasi del ciclo cellulare negli organismi eucarioti, sul concetto di cariotipo e della struttura e numero dei cromosomi eucariotici; concetti di linea somatica e linea germinale
  • mitosi e meiosi: comportamento dei cromosomi nella formazione dei gameti;  le leggi di Mendel come conseguenza della dinamica dei cromosomi alla meiosi.

Eredità legata al cromosoma X, compensazione del dosaggio genico e determinazione del sesso.

  • Ereditarietà di loci legati al cromosoma X in Drosophila (es. locus white); prove della teoria cromosomica del'eredità (esperimenti di Bridges sulla non-disgiunzione).
  • Determinazione cromosomica del sesso
  • compensazione del dosaggio genico nei mammiferi.

Genetica mendeliana nell'uomo

  • analisi del pedigree, modelli di segregazione mendeliana (eredità autosomica dominante, autosomica recessiva). legata al cromosoma X)

La funzione molecolare degli alleli

  • La natura molecolare degli alleli. Conseguenze funzionali delle mutazioni (perdita di funzione, guadagno di funzione). Concetti di aploinsufficienza, effetto dominante negativo

Estensioni della genetica mendeliana

  • Modificazioni delle relazioni di dominanza (dominanza incompleta, codominanza); alleli multipli; il sistema di gruppi sanguigni ABO; geni letali
  • interazione tra geni e ambiente; penetranza ed espressività, caratteri influenzati dal sesso
  • Diversi geni influenzano il fenotipo: l'interazione genica; epistasi e rapporti mendeliani modificati; analisi di complementazione; eterogeneità genetica.
  • Variazione continua ed ereditarietà multifattoriale. Spiegazione di come i principi Mendeliani possono spiegare la variazione continua. Teoria poligenica. Caratteri multifttoriali, caratteri multifattoriali a soglia.

Ricombinazione, Linkage, e costruzione di mappe genetiche.

  • Assortimento indipendente e geni concatenati (in linkage); ricombinazione come conseguenza del crossing-over; mappe genetiche basate sulla frequenza di ricombinazione; analisi di linkage tramite il test-cross
  • Relazione tra crossing over e unità di mappa; effetto dei crossing-over multipli; costruzioni di mappe tramite incroci a tre punti; coefficiente di coincidenza e interferenza; funzioni di mappa; differenza tra mappe genetiche e mappe fisiche

La genetica dei microrganismi

  • Tecniche per lo studio dei microrganismi e isolamento di ceppi mutanti. Il genoma batterico, plasmidi.
  • Trasferimento genico nei batteri: coniugazione, trasformazione, trasduzione.
  • I batteriofagi; mappatura intragenica nei batteriofagi e struttura fine del gene – gli esperimenti di Benzer; concetti di complementazione e ricombinazione intragenica.
  • Dimostrazione che il DNA è il materiale genetico (esperimenti di Griffith; Avery MacLeod McCarthy; Hershey & Chase)
  • Uso dei microrganismi per l'analisi di pathways metabolici. Analisi genetica negli eucarioti aploidi; analisi di mutanti nutrizionali; esperimenti di Beadle e Tatum su Neurospora crassa

La variabilità genetica

  • Mutazioni e variabilità genetica; tipi di mutazioni e loro conseguenze; mutazioni spontanee e indotte; esperimenti che dimostrano che le mutazioni spontanee sono casuali; esempi di agenti mutageni fisici e chimici e loro meccanismo d'azione.
  • Cenni sui principali meccanismi di riparo del DNA. La replicazione meiotica a livello molecolare e conversione genica.
  • Variazioni nel numero e nella struttura dei cromosomi: visione d'insieme. Analisi del cariotipo, FISH, array-CGH.
  • Varianti strutturali dei cromosmi (delezioni, duplicazioni, traslocazioni): meccanismi di insorgenza e loro conseguenze.
  • Aberrazioni del numero di cromosomi; aneuploidie e patologie cromosomiche nell'uomo; conseguenze nella separazione dei cromosomi alla meiosi

Principali tecniche di genetica molecolare per il mappaggio e sequenziamento dei genomi

  • Cenni sulle tecnologie del DNA ricombinante; clonaggio; PCR; construzione di librerie genomiche; mappe fisiche del genoma; mappe genetiche basate su marcatori molecolari del DNA; il clonaggio posizionale
  • il sequenziamento di genomi.

Genetica di popolazione.

  • La variabilità genetica nelle popolazion; frequenze alleliche e genotipiche. L'equilibrio di Hardy-Weinberg.
  • Meccanismi evolutivi che alterano le frequenze alleliche e genotipiche nelle popolazioni (mutazione, selezione, deriva genetica, migrazione, incroci non casuali e inbreeding); equilibrio tra forze evolutive.

Genetica dei caratteri quantitativi e complessi.

  • Caratteri quantitativi, concetto di ereditabilità, mappatura dei QTL;
  • mappatura per associazione per lo studio della suscettibilità genetica a malattie complesse

Testi/Bibliografia

Libri di testi raccomandati (a scelta)

  • Benjamin Pierce "GENETICA" Zanichelli
  • Griffiths A,J.F. et al. "Genetica. Principi di analisi formale." Zanichelli
  • Peter J. Russell . “ GENETICA Un approccio molecolare ” Quinta edizione. Edit. Pearson
  • Snusdat D.P. – Simmons M.J. – PRINCIPI DI GENETICA. V Edizione. Edit. EdiSES
  • Brooker R.J. "Principi di Genetica" McGraw-Hill

Metodi didattici

Lezioni frontali pari a 6 CFU

Modalità di verifica dell'apprendimento

La valutazione dell'apprendimento avviene attraverso una prova che mira a valutare il raggiungimento dei seguenti obiettivi didattici:
•    Conoscenza approfondita degli argomenti trattati durante il corso e indicati nel Programma
•    Capacità di impiegare queste conoscenze per:
  - analizzare i meccanismi dell'eredità biologica a livello molecolare, di famiglie e di popolazioni,
  - comprendere ed interpretare i dati sperimentali
  - risolvere problemi di genetica di base

La prova consiste in un compito scritto. La prova scritta, della durata di 2 ore, è composta da tre sezioni: 1) domande a risposta multipla 2) domande aperte 3) esercizi. Ad ciascuna delle 3 sezioni viene assegnato un punteggio massimo di 11 punti, dalla cui somma risulterà il voto totale, espresso in trentesimi (se il punteggio totale risulta > 30, verra' assegnata la lode)

Il voto del corso integrato viene calcolato come media aritmetica dei voti conseguiti nei due moduli di Genetica Generale e Genetica Molecolare

Strumenti a supporto della didattica

Le slides e gli esercizi presentati a lezione verrano messi a disposizione degli studenti tramite il sito web https://iol.unibo.it

L'accesso è riservato agli studenti iscritti al corso
 

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elena Maestrini