- La Biologia Molecolare: cenni storici e nozioni introduttive.
- DNA e materiale genetico: gli acidi nucleici quali depositari dell’informazione genetica. Denaturazione e rinaturazione. Introduzione alla funzione del gene. Le mutazioni e i loro effetti nella funzionalità dei geni.
- Replicazione del DNA. Replicazione semiconservativa. Origine della replicazione e repliconi. DNA polimerasi. Meccanismo molecolare della replicazione: primasi, elicasi, SSB, sliding clamp. Processività. Il problema della replicazione delle estremità di DNA lineari.
- Cenni alla struttura dei genomi di organismi di procarioti ed eucarioti.
- Sintesi dell'RNA e struttura del gene: esoni e introni. La trascrizione. Struttura della RNA polimerasi batterica. Ruolo delle subunità. Interazioni con il DNA. Sequenze consenso. Promotori. Proteine ausiliarie. Inizio e allungamento del trascritto. Unità di trascrizione. Terminazione, attenuazione ed antiterminazione.
- Controllo dell’espressione genica in organismi semplici. Controlli trascrizionali. Modifica della specificità della RNA polimerasi: il fattore sigma. Analisi dell’operone del lattosio. Inducibilità. Controllo coordinato. Induttori e repressori trascrizionali. Interazione repressore DNA: specificità, siti ad alta e bassa affinità, effetti allosterici, domini. Regolazioni positive e negative. Caratteristiche strutturali comuni nelle proteine che regolano i geni.
- Traduzione. Struttura e funzione dei componenti della macchina per la sintesi proteica. Ribosomi, rRNA e tRNA. Riconoscimento del messaggero: RBS. Fattori di inizio, allungamento e terminazione. Centri attivi. La decifrazione del codice genetico. Il riconoscimento codone-anticodone e il concetto del vacillamento. Amminoacil-tRNA sintetasi e il riconoscimento dei tRNA. Proofreading: controlli cinetichi e chimici. Siti di sintesi e di editing. Il controllo del corretto appaiamento nel ribosoma. Soppressori.
- Organizzazione di genomi fagici e strategie infettive. Espressione genica sequenziale. Lisi e lisogenia: fago lambda. Controllo autogeno dell’espressione. Attivazione del profago.
- RNA non codificante: RNasi P, vRNA, gRNA. snoRNA. Processamento del pre-rRNA. Rnasi MRP, scaRNA, RNA della telomerasi, SRP RNA, RNA 6S. Piccoli RNA batterici, Riboswitch. Biogenesi dei miRNA, Proteina Argonauta, miRNA nel cancro. ncRNA nelle patologie. RNA antisenso e RNA interference. Long non-coding RNA, il gene XIST.
- DNA ricombinante come strumento della ricerca di base e applicata. Clonaggio di una sequenza di DNA. Formazione del DNA ricombinante. Enzimi di restrizione. Ligasi. Vettori: plasmidi, vettori virali, cosmidi, fosmidi, BAC, YAC. Trasformazione batterica. Tecniche analitiche di base: gel elettroforesi, Southern, Northern e Western blotting. Selezione dei ricombinanti. Amplificazione di DNA in vitro: PCR. Sequenziamento di DNA. Interpretazione delle sequenze.
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