00451 - GENETICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede i concetti fondamentali di struttura e funzione del materiale genetico. In particolare, lo studente (anche attraverso appositi laboratori) è in grado di valutare la componente ereditaria e quella ambientale di un carattere, individuare le modalità attraverso le quali un carattere viene ereditato, determinare i rapporti tra le forme alleliche del gene che determina il carattere, utilizzare tecnologie che consentono di identificare a livello del DNA le differenze fra le forme alleliche di un gene, acquisire padronanza di metodologie sperimentali volte all'analisi genetica formale, progettando approcci sperimentali ed elaborando i dati ai fini della validazione dell'ipotesi sperimentale.

Contenuti

DNA come materiale genetico:

Esperimenti di Griffith, esperimenti di Avery-MacLeod-McCarty, ed esperimenti di Hershey e Chase.

Struttura tridimensionale del DNA e dell’RNA (Watson, Crick, Franklin, Wilkins).

Replicazione semiconservativa del DNA:

L’esperimento di Meselson e Stahl. 

Replicazione del DNA negli eucarioti.

Mitosi e meiosi.

Organizzazione del DNA nei cromosomi, struttura della cromatina.

Panoramica dei meccanismi di trascrizione dell’RNA

Definizione di unità trascrizionale. Cenni su RNA polimerasi e fattori di trascrizione

Il codice genetico:

Dimostrazione che il codice genetico è un codice a triplette.

Decifrazione del codice genetico: esperimenti di Nirenberg e Ochoa.

Caratteristiche del codice genetico.

Panoramica dei meccanismi di traduzione dell’mRNA

Il ribosoma, gli RNA ribosomali e transfer. Cenni sui meccanismi di traduzione dell'mRNA in proteina

Genetica mendeliana:

Incroci monoibridi, incroci diibridi, test del chi quadrato.

La teoria cromosomica dell’ereditarietà:

Esperimenti di Morgan e Bridges.

Ereditarietà legata al sesso, determinazione del sesso, analisi dei mutanti con inversione sessuale nell’uomo, compensazione del dosaggio (Barr, Lyon).

Estensioni dell’analisi genetica mendeliana:

Modifiche nei rapporti di dominanza (dominanza incompleta, codominanza),

Alleli multipli (sistema dei gruppi sanguigni ABO),

Pleiotropia, alleli letali, interazioni geniche, epistasi dominante, epistasi recessiva,

Ereditarietà influenzata dal sesso, ambiente ed espressione genica,

Penetranza ed espressività, alleli termosensibili,

Ereditarietà da effetto materno.

Genetica mendeliana nell’uomo:

Analisi degli alberi genealogici.

Associazione, ricombinazione e mappatura dei geni eucariotici:

(in Drosophila melanogaster, Saccharomyces cerevisiae).

Incrocio a tre punti:

Coincidenza e interferenza.

Mutazioni geniche:

Conseguenze funzionali delle mutazioni (perdita di funzione, acquisizione di funzione).

Concetti di aplosufficienza, dominante negativo.

Rilevamento di nuove mutazioni:

Mutagenesi e meccanismi mutazionali.

Meccanismi di riparazione del DNA (BER, NER, Mismatch Repair, HDR, NHEJ).

Esempi di malattie ereditarie legate a mutazioni in geni che codificano per fattori di riparazione del DNA.

Test di Ames

Mutazioni cromosomiche:

Variazioni nella struttura e nel numero dei cromosomi.

Malattie genetiche legate a cambiamenti nel numero dei cromosomi (Turner, Klinefelter, trisomia XXX, trisomia XYY, Trisomia 21, Trisomia 18, conseguenze della non disgiunzione meiotica).

Malattie genetiche (leucemia mieloide cronica, linfoma di Burkitt, neuroblastoma, lipoma) legate ad alterazioni strutturali dei cromosomi: duplicazioni, delezioni, amplificazioni, traslocazioni (bilanciate e sbilanciate), inversioni paracentriche e pericentriche, cromosomi ad anello, cromosomi acentrici, traslocazioni Robertsoniane.

Complementazione e sue eccezioni

Test di fluttuazione di Delbrück-Luria e sue implicazioni per la teoria evolutiva

Genetica delle popolazioni:

Equilibrio di Hardy-Weinberg.

Laboratorio:

Attività legate alla tecnologia del DNA ricombinante: clonaggio del DNA, enzimi di restrizione, elettroforesi su gel di agarosio, mappatura con enzimi di restrizione, PCR, applicazione dei concetti di selezione e screening.

 

 

 

Testi/Bibliografia

Manuali di genetica consigliati: Qualsiasi manuale che sia stato pubblicato e/o tradotto negli ultimi 5 anni è adeguato al corso.

Alcuni titoli

Genetica: un approccio molecolare. Peter Russell, 2024 Ed. Pearson ISBN:8891935441

Genetica. Principi di analisi formale. Anthony Griffith et al. 2021. Zanichelli ISBN:8808920100.

Genetica. Dall'analisi formale alla genomica. Michael Goldberg et al.2022 MacGraw-Hill ISBN:8838654867

Genetics. From genes to genomes. Michael Golberg et al 2023. MacGraw-Hill ISBN:1266246673 (nuova edizione inglese non ancora tradotta)

Lettura integrale dei seguenti artcioli scientifici

The Significance of Pneumococcal Types. [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20474956/]Griffith F.J Hyg (Lond). 1928 Jan;27(2):113-59

 

STUDIES ON THE CHEMICAL NATURE OF THE SUBSTANCE INDUCING TRANSFORMATION OF PNEUMOCOCCAL TYPES : INDUCTION OF TRANSFORMATION BY A DESOXYRIBONUCLEIC ACID FRACTION ISOLATED FROM PNEUMOCOCCUS TYPE III. [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19871359/]Avery OT, Macleod CM, McCarty M.J Exp Med. 1944 Feb 1;79(2):137-58

 

Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid. [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/13054692/]WATSON JD, CRICK FH.Nature. 1953 Apr 25;171(4356):737-8.

 

THE REPLICATION OF DNA IN ESCHERICHIA COLI. [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16590258/]Meselson M, Stahl FW.Proc Natl Acad Sci U S A. 1958 Jul 15;44(7):671-82.

 

Gene action in the X-chromosome of the mouse (Mus musculus L.). [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/13764598/]LYON MF.Nature. 1961 Apr 22;190:372-3.

Metodi didattici

lezioni frontali e lettura in classe di alcuni articoli originali

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

esame orale preceduto da un breve scritto consistente nella soluzione di 2 esercizi

Strumenti a supporto della didattica

diapositive power point.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giovanni Perini