Programma insegnamento di Biologia Molecolare

Corso di Laurea Chimica e Tecnologia Farmaceutiche

 

Tappe storiche della Biologia Molecolare. Dimostrazione del DNA come molecola dell’informazione. Dogma centrale della Biologia Molecolare. Struttura e topologia di DNA e RNA. Watson e Crick e struttura della doppia elica del DNA. Nucleosidi, nucleotidi, legame fosfodiesterico, appaiamento di basi. Struttura A, B, Z, cruciforme e a forcina del DNA. Topologia del DNA e topoisomerasi. Struttura dell’RNA. Denaturazione e rinaturazione degli acidi nucleici. Impacchettamento del DNA. Genomi virali, batterici ed eucariotici. Centromero. Istoni e struttura del nucleosoma. Strutture di ordine superiore della cromatina. Rimodellamento dei nucleosomi e modifiche istoniche. Genomica. Struttura e organizzazione dei genomi eucariotici. Isocore. Exon shuffling. Pseudogeni. DNA satellite. Famiglie geniche e divergenza. Replicazione del DNA. Dimostrazione del meccanismo di duplicazione semiconservativo. Modello del replicone. Origini di replicazione. Struttura e meccanismo d’azione delle DNA polimerasi. Forcella di replicazione, filamento continuo e ritardato, frammenti di Okazaki. Replicazione nei procarioti. Rolling circle. DNA pol III di E. coli. Terminazione della replicazione. Replicazione negli eucarioti. Replicazione DNA di SV40. DNA polimerasi nei batteri e negli eucarioti. Problema della replicazione di DNA lineare: telomeri e telomerasi. Controllo della replicazione del DNA durante il ciclo cellulare. Punti di controllo del ciclo cellulare. Restriction point. Chinasi ciclina-dipendenti. CKI. Proteina RB. Riparazione del DNA. Il codice genetico. Mutanti soppressori. Degenerazione del codice genetico ed appaiamento tentennante. Mutazioni del DNA. Sistemi di riparazione difettosi e cancro. Riparazione per escissione di basi. Riparazione per escissione nucleotidica e xeroderma pigmentoso. Riparazione di errori replicativi e sindrome di Lynch. Apoptosi in C. elegans e mammiferi. Via intrinseca ed estrinseca dell’apoptosi. Meccanismi di tolleranza al danno. Riparazione di rotture su entrambi i filamenti. Risposta cellulare a danni sul DNA e connessioni tra riparazione e ciclo cellulare. Ricombinazione omologa e modello di Holliday. Trasposoni. Retrovirus. Trascrizione e sue regolazioni nei procarioti. Unità di trascrizione. Fasi della trascrizione. Struttura dell’RNA polimerasi batterica. Inizio e allungamento.Promotore e fattore sigma. Terminazione della trascrizione. Controllo dell’inizio della trascrizione. Fattori sigma alternativi. Operone lac. Operone del Trp. Attenuazione. Trascrizione e sue regolazioni negli eucarioti. RNA polimerasi. Complesso di pre-inizio Pol I, II e III. Promotore minimo di Pol II. Fattori basali. Complesso del mediatore e attivatori trascrizionali. Reazione di allungamento. Enhacer e isolatori. Domini di legame al DNA degli attivatori trascrizionali. Controllo combinatorio. Processamento e maturazione dell’RNA. Maturazione rRNA e tRNA. Ribozimi e microRNA. Capping e poliadenilazione di mRNA. Ruolo fosforilazione del CTD di RNA pol II. Reazioni di splicing. Spliceosoma. Autosplicing, trans-splicing, splicing di tRNA. Splicing alternativo. Traduzione e sue regolazioni. Struttura del ribosoma. rRNA, tRNA e mRNA. Amminoacil-tRNA sintetasi. Reazione peptidil transferasica. Inizio della traduzione in procarioti ed eucarioti. Fattori d’inizio. Meccanismo di allungamento. Fattori di rilascio e terminazione. Regolazione generale della traduzione. Regolazioni traduzionali di geni specifici. Stabilità e degradazione di mRNA. Meccanismo di sorveglianza NMD. RNA regolatori e controllo della traduzione e stabilità di mRNA (sRNA, riboswitch e miRNA). Modificazioni genomiche, epigenetiche e post-traduzionali. Amplificazione genica e politenizzazione. Metilazione del DNA. Isole CpG. Imprinting. Rimodellamento della cromatina. Modificazioni post-traduzionali di proteine. Modificazioni e regolazioni post-traduzionali di proteine: ubiquitinazione, sumoilazione, fosforilazione, acetilazione, metilazione.