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Genetica II e laboratorio di metodologie genetiche

Corsi di laurea:
Scienze biologiche
Docenti:
Albertini Alessandra, Calvio Cinzia
Anno accademico:
2007/2008
Crediti formativi:
11
Ambiti:
BIO/18
Decreto Ministeriale:
509/99
Ore di lezione:
100

Moduli

Docente:
Albertini Alessandra
Ore di lezione:
64
Crediti formativi:
8
Ambito:
BIO/18

Programma

La determinazione dell’algoritmo del codice genetico e l’analisi genetica del processo di traduzione.

Esperimenti di Crick et al. Sulla soppressione intragenica delle mutazioni frameshift. Le caratteristiche generali del codice genetico. La decodifica del significato delle triplette. La decodifica dei codon “non senso”. Caratteristiche generali del codice, degenerazione e “vacillamento”. Universalità e sue eccezioni. Soppressione informazionale e delucidazione di alcuni meccanismi traduzionali. Soppressori nonsenso e di senso, frameshifts. Contesto di lettura, frameshift traduzionale.Il “paracodon” e la sua decifrazione. Il tasso globale di errore/codon nella traduzione.

Mutazioni geniche ed origine delle mutazioni.

Origine della variabilità genetica e mutazioni. Mutazioni geniche e cromosomiche. Mutazioni in avanti o di reversione. Categorie fenotipiche delle mutazioni. Mutazioni letali e letali condizionali. Metodi di screening , selezione ed arricchimento. Frequenze e tassi di mutazione. Test di fluttuazione e del “replica plating”. Mutazioni adattative. Tipi ed effetti delle mutazioni nelle CDS o nelle regioni di controllo dell’espressione. Distinzione tra reversione e soppressione intragenica ed extragenica. Mutazioni germinali o somatiche. Mutazioni di perdita o di guadagno di funzione. Mutazioni neutre, silenti o nulle. Rapporti di dominanza, co-dominanaza e recessività a livello molecolare.:aplo-suffcienza ed aplo-insufficienza, di perdita o guadagno di funzione.

Origine delle mutazioni: mutazioni spontanee ed indotte. Vacillamento e tautomerismo delle basi, errori di replicazione, scivolamento e misappaiamento tra ripetizioni. Mutazioni spontanee e patologie ereditarie umane: Huntington, gene FMR ed X-fragile. Depurinazione, depirimidinizzazione, deaminazione ed ossidazione spontanee. Mutazioni indotte e specificità mutazionale. Mutageni chimici a struttura semplice e complessa. Mutageni fisici, UV, raggi X. Test ClB in D. m.

Riparazione e test di mutagenesi
Cenni sulle strategie di riparazione del danno al DNA: reversione diretta, fotoriattivazione, metiltransferasi e risposta adattativa, ligasi. Glicosilasi BER, strategie riparative del danno ossidativi. NER, nei procarioti e negli eucarioti (patologie ereditarie legate a difetti nel NER, XP. Cockayne e loro analisi genetica). MR nei procarioti negli eucarioti, HNPCC. Relazione tra mutagenesi, difetti nella riparazione e cancerogenesi. Riparazione ricombinativa. Sintesi attraverso le lesioni “error prone” ed “error free”. La risposta del regulone “SOS”. Mutazioni “dirette o adattative”. Test di Ames. Test degli X attaccati. Test locus specifico.

I trasposoni.

Gli elementi genetici mobili nei procarioti ed il loro contributo alla generazione della variabilità genetica ed alla diffusione delle resistenze agli antibiotici. I trasposoni eucariotici. La scoperta dei trasposoni nel mais. Gli elementi P in D.melanogaster, cenni sul loro uso nell’analisi genetica.. I trasposoni come strumenti di analisi genetica. Il ruolo degli elementi genetici mobili e delle sequenze ripetute nell’ evoluzione dei genomi.

Dissezione mutazionale delle funzioni biologiche. Approccio “classico” mediante la ricerca di mutanti spontanei od indotto, “neoclassico” con l’uso della mutagenesi traspositiva. L’approccio della “genetica all’inverso”. Scelta del mutageno. Transposon tagging. Mutagenesi mirata, K.O. genico, mutagenesi sito specifica. Transgenesi in D. m., C. elegans ed in topo. Inserzione ectopica o mirata con la selezione positiva-negativa. Fenocopie ed uso degli RNAi. Selezione e screening per nuove mutazioni in organismi autofertili e non. Uso dei ceppi Balancer per isolare e stabilizzare le mutazioni. L’analisi mutazionale mediante l’uso di soppressori. Analisi delle nuove mutazioni, per mappatura, test di dominanza e recessività e di allelismo, test di complementazione in D. m. di Lewis. Test di valutazione delle mutazioni di perdita o di guadagno di funzione, con l’uso di duplicazioni e delezioni. Mutazioni di perdita di funzione”aplosufficienti” ipomorfiche, “aploinsufficienti” amorfiche, o di guadagno di funzione, ipermorfica o neomorfica.

La regolazione dell’espressione genica nei procarioti. La trascrizione: elementi di regolazione che agiscono in cis, elementi di regolazione che agiscono in trans. Fattori di trascrizione. Analisi genetica del modello dell’operone lattosio: utilizzo dei test di complementazione nei diploidi parziali per la sua analisi. La Alfa-complementazione di alcune mutazioni di lacZ. I due livelli di regolazione, negativa e positiva nel caso di Lac.

La regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Livelli di controllo dell’espressione genica: trascrizionale, della maturazione dell’RNA, del trasporto dell’RNA, della traduzione della stabilità di RNA e proteine. Mutazioni di perdita di funzione o di guadagno di funzione negli elementi regolatori. Il modello della regolazione dei geni globinici. Eredità epigenetica. Imprinting parentale. Meccanismi di inattivazione dell’X.

I geni per la regolazione della divisione e della proliferazione cellulare. La regolazione del numero delle cellule: l’apparato di controllo del ciclo cellulare attraverso l’analisi genetica in lievito. Controlli intra- ed extra-cellulari, controlli positivi e negativi. Le basi genetiche del cancro: oncosoppressori, protooncogeni, oncogeni virali e cellulari (mutazioni di perdita di funzione o guadagno di funzione). Tumori ereditari: il modello genetico (mutazioni costituzionali e forme ereditarie di cancro, mutazione somatica).

Dissezione genetica dei processi di sviluppo animale. Logica e strategie di scelta nello sviluppo attraverso meccanismi di riarrangiamento genomico (amplificazione) e di regolazione del flusso dell’informazione genica. I meccanismi genetici alla base delle scelte di sviluppo binarie: il controllo genetico della determinazione del sesso in Drosophila e nei mammiferi, il differenziamento della linea germinale e somatica. Il controllo genetico della formazione di “pattern” complessi per l’acquisizione dell’identità posizionale da parte delle cellule secondo gli assi antero-posteriore e dorso ventrale in Drosophila: i geni dello sviluppo “cardinali”, gap, della regola delle coppie (pari, dispari..), della polarità segmentale; geni omeotici per l’identità segmentale.

Bibliografia

Griffiths et al. - GENETICA – Principi di analisi formale – Zanichellli - 2006

Russel - iGenetica– EdiSES - 2007

Lewin B. - Il Gene VIII – Zanichelli –2006

Snustad D.P. e Simmons M.J. Principi di Genetica – EdiSES 2007

James D. Watson, Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick. BIOLOGIA MOLECOLARE DEL GENE. Quinta edizione. Zanichelli- 2005.


Modulo:
Laboratorio
Docente:
Calvio Cinzia
Ore di lezione:
36
Crediti formativi:
3
Ambito:
BIO/18

Programma

Il laboratorio di Genetica II prevede l'amplificazione ed il clonaggio della porzione alfa-complementante del gene lacZ in un vettore di espressione batterico. Il vettore ricombinante viene quindi trasformato in un ceppo di Escherichia coli recante una delezione nello stesso gene. Le colonie trasformate saranno sottoposte a screening e la correlazione fenotipo/genotipo verrà verificata sia a livello fenotipico che molecolare.

Un test scritto seguirà direttamente l'esperienza di laboratorio; la valutazione riportata in tale test contribuirà all'attribuzione del voto di Genetica II.

Il laboratorio prevede conoscenze pregresse dei contenuti dei corsi di Genetica I e Biologia Molecolare e la frequenza alle lezioni di Genetica II.


Elenco appelli e prove

Nessuna prova presente

Credits: apnetwork.it