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Programma
Biologia Generale
Biologia Cellulare
Controllo dell'espressione genica e differenziamento.
* Esseri viventi: origine ed evoluzione.
* Il dogma centrale della Biologia e sue estensioni. Struttura e funzione delle macromolecole informazionali: DNA, RNA, Proteine. Definizione di gene. Struttura molecolare del gene nei procarioti e negli eucarioti. Sequenze 5'- e 3'-UTR. La trascrizione. Unità di trascrizione: siti di inizio e di termine della sintesi degli RNA messaggeri, ribosomiali e transfer. Interazioni tra DNA e proteine. Maturazione dell'mRNA: capping, splicing, poliadenilazione.
* Codice genetico: decifrazione e proprietà. Mutazioni puntiformi, effetto sui codoni e sulla proteina.
* Traduzione. Ruolo del ribosoma e dei tRNA nella sintesi proteica. Segnali di inizio e di termine della traduzione. Maturazione di una catena polipeptidica.
* Replicazione semiconservativa del DNA (esperimento di Meselson e Stahl): processo enzimatico della replicazione del DNA. Elicasi, RNA primasi, DNA polimerasi, topoisomerasi e ligasi. Estensione dei telomeri. Cenni sui meccanismi di riparo replicativo e post-replicativo del DNA. Organizzazione del DNA: dalla cromatina al cromosoma.
* Cellule procariotiche ed eucariotiche, animali e vegetali: differenze strutturali e funzionali. Gli organuli citoplasmatici nelle cellule eucariotiche: mitocondri, nucleo e involucro nucleare. Citoscheletro e membrana plasmatica: struttura e funzione. Meccanismi generali d'azione dei recettori di membrana. Trasduzione del segnale. Meccanismi di adesione cellula-cellula e cellula-matrice extracellulare. Fibronectina, collageni e integrine. Comunicazione intercellulare. Reticolo endoplasmatico e Apparato del Golgi. Flusso di membrane.
* La riproduzione cellulare: mitosi e cenni sulla meiosi. Il ciclo cellulare; sua progressione mediante regolazione nei punti di controllo. Morte cellulare: apoptosi.
* Cellule tumorali: caratteristiche di crescita. Oncogeni e oncosopressori. Geni mutatori.
* Virus: struttura e interazione con la cellula. Batteriofagi e virus animali.
* Regolazione dell'espressione genica nei procarioti: operone lattosio e operone triptofano.
* Regolazione dell'espressione genica negli eucarioti: segnali e meccanismi. Recettori di membrana e citoplasmatici. Livelli di regolazione dell'espressione dei geni: struttura del DNA (metilazione, amplificazione, mutazione somatica, ricombinazione somatica e i geni delle immunoglobuline); trascrizione (struttura della cromatina, inizio e termine della trascrizione, enhancers, silencers, elementi in cis e in trans); maturazione dei trascritti (splicing); splicing alternativo degli mRNA della calcitonina, della fibronectina, della troponina T e della alpha-tropomiosina; editing, stabilità dei messaggeri (sequenze 3' terminali); modificazioni post-traduzionali. Folding e degradazione proteica. Controllo di qualità proteica.
* Il differenziamento cellulare durante l'embriogenesi e dopo la nascita. Esperimenti di Mintz e Gurdon. I morfogeni: distribuzione nella cellula uovo e funzione. Geni materni, di segmentazione e omeotici. Gradienti morfogenetici e cascate di fattori di trascrizione. Cellule differenziate e mantenimento del differenziamento. Esempi di cellule staminali: cellule emopoietiche e cheratinociti. Cellule IPS.
* Principi delle colture di cellule animali in vitro: terreni di coltura, allestimento di una coltura primaria, sua propagazione e conservazione. Produzione degli anticorpi monoclonali. Utilizzo di anticorpi policlonali e monoclonali per lo studio della cellula mediante procedure di Immunofluorescenza e Immunoblotting. Purificazione di acidi nucleici. Analisi degli RNA: Northern blotting, dot-blot, ibridazione in situ, RT-TCR