- Docente: Barbara Mantovani
- Crediti formativi: 6
- SSD: BIO/05
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Biodiversita' ed evoluzione (cod. 8419)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze avanzate sulle principali tecniche di laboratorio per lo studio della filogenesi molecolare ai diversi livelli tassonomici. In particolare, lo studente è in grado di utilizzare le seguenti tecniche: isolamento di DNA totale, elettroforesi, amplificazione in PCR, clonaggio batterico, utilizzo di endonucleasi di restrizione, sequenziamento, analisi di marcatori molecolari di interesse filogenetico.
Contenuti
Lezioni frontali
Definizione di tassonomia, sistematica e filogenesi. Generalità sui diversi approcci alla filogenesi ed importanza della congruenza. La filogenesi su base molecolare: vantaggi e svantaggi. Caratteri tassonomici, omologia, analogia. Ortologia, paralogia e xenologia. Omoplasia nei dati molecolari. Generalità su allineamenti di sequenze, distanze genetiche e alberi filogenetici (cladogrammi e filogrammi.;“species tree” e “gene tree”; algoritmi di clusterizzazione e di ottimizzazione.
Origine dei dati molecolari. Il DNA mitocondriale (geni codificanti proteine, rDNA, regione AT-rich o D-loop e gene-order) e il suo utilizzo nella filogenesi animale. Il DNA plastidiale. Numts e Nupts: trasferimento genico orizzontale e suo impatto nell'interpretazione dei dati. DNA barcoding. Il gene order mitocondriale.
Il genoma nucleare. Sequenze a copia singola e sequenze ripetute. Duplicazioni genomiche, segmentali e geniche. Destino delle copie. Utilizzo delle sequenze ripetute in filogenesi (sequenze codificanti proteine, rDNA, DNA satellite, elementi trasponibili). Dinamiche evolutive delle sequenze ripetute (ipotesi library, evoluzione concertata, ipotesi Red Queen, ipotesi Muller'ratchet; exaptation). Ruolo del Next Generation Sequencing per lo studio della filogenesi.
Cenni sui marcatori per la filogeografia.
Esempi teorici di applicazione dei diversi marcatori fast e slow-evolving a fini filogenetici.
Generalità sulle tecniche in preparazione al laboratorio biologico.
Laboratorio biologico a posto singolo: amplificazione in PCR , clonaggio (ligation della sequenza di interesse in vettore plasmidico, trasformazione di cellule competenti), verifica in PCR dei cloni positivi; sequenziamento.
Laboratorio informatico a posto singolo: Analisi ed editing dei cromatogrammi di sequenze di DNA; banca dati Genbank, ricerca con Blast; allineamento multiplo di sequenze di DNA (Clustal); metodi di analisi delle sequenze (distanze genetiche, allineamenti, algoritmi di ricostruzione filogenetica); costruzione di alberi basati su distanze genetiche e Massima Parsimonia; bootstrap; alberi linearizzati; metodi di inferenza filogenetica bayesiana; filogeografia, genetica di popolazione e storia demografica delle popolazioni: reti di aplotipi; mismatch distribution, parametro D di Tajima.
Testi/Bibliografia
da concordare con gli studenti
Metodi didattici
presentazioni .ppt; lavoro a posto singolo in laboratori didattici di biologia molecolare ed informatico
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
La prova d'esame mira a verificare il raggiungimento dei seguenti obiettivi didattici:
· conoscenza approfondita delle tecniche di laboratorio per lo studio di marcatori molecolari utili ai fini filogenetici a diversi livelli tassonomici
· conoscenza approfondita dei software di analisi per l' elaborazione bioinformatica di dati atti allo studio della filogenesi molecolare
· capacità di interpretare dati di filogenesi
La prova d'esame sugli argomenti inerenti i principali obiettivi del Corso prevede la presentazione e discussione in forma orale di un articolo scientifico tratto da riviste peer reviewed e risposte a quesiti inerenti i temi trattati durante il corso.
Per sostenere la prova d'esame è necessaria l'iscrizione su Almaesami , nel rispetto inderogabile delle scadenze previste. Coloro che non riuscissero ad iscriversi entro la data prevista, sono tenuti a comunicare tempestivamente (e comunque prima della chiusura ufficiale delle liste di iscrizione) il problema alla segreteria didattica. Sarà facoltà del docente ammetterli a sostenere la prova.
La verbalizzazione della valutazione conseguita avviene entro 5 giorni dalla prova e può avvenire in assenza dello studente come da Linee Guida presenti al sito http://www.unibo.it/Portale/Guida/AlmaEsamiInformazioniDocenti.htm .
Strumenti a supporto della didattica
presentazioni .ppt; laboratorio di biologia molecolare; laboratorio informatico
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Barbara Mantovani