Docente
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BALLARINO MONICA
(programma)
Il corso prevede 48 ore di lezioni teoriche, esercizi al computer e seminari.
Biologia Molecolare (24 ore)
Introduzione al Genoma ed alla complessità funzionale dei sistemi eucarioti. Cenni sui meccanismi di maturazione dell’RNA: capping, splicing e poliadenilazione. Splicing alternativo e regolazione dello splicing; Elementi di terapia genica (Distrofia Muscolare di Duchenne); Esporto e stabilità dell’RNA; Struttura della cromatina e modificazioni istoniche; Il modello dell’mRNA Factory: RNA non codificanti (ncRNA); RNA interference: scoperta, meccanismi di azione e fattori coinvolti; microRNA (miRNA): biogenesi, meccanismi di azione e ruolo nel differenziamento e nella proliferazione; long non-coding RNA (lncRNA); RNA circolari RNA (circRNAs); RNAi e cromatina.
Genomica Strutturale (12 ore).
Evoluzione del concetto di gene: dalle teorie di Darwin sull’ereditarietà all’Era post-genomica; il Progetto Genoma Umano; il Progetto Encode.
Tecnologie di sequenziamento del DNA e del genoma (Sanger, Maxam-Gilbert, BAC). Sequenziamento automatizzato e Next-Generation Sequencing (NGS). La tecnologia "Illumina". Anatomia dei genomi, grandezza del genoma e numero di geni. Il DNA non codificante (ncDNA).
Tecnologie di sequenziamento dell’RNA. Il trascrittoma e l’analisi high-throughput dell’espressione genica; WET lab e DRYLAB applicati all’analisi di un tipico esperimento di RNA-seq (FASTQ, PHRED quality score, FASTQC). Identification de-novo e analisi dell’espressione differenziale di mRNA e RNAs non-codificanti (ncRNA).
Approcci genetici e biochimici per lo studio dell’interattoma. Il sistema del “two-hybrid”; Immunoprecipitazione, Co-immunoprecipitazione, Protein tagging e saggi di pull-down. Studio delle interazioni tra PROTEINE (ChIP) e RNA (ChIRP) con la cromatina: le tecniche di i) Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) e di ii) Chromatin Isolation by RNA Purification (ChIRP). Identificazione e studio di domini topologici (TADs). 3C, 5C, Hi-C e ChIA-PET.
Genomica Funzionale (6 ore).
Approcci di genetica Forward e Reverse. Sistemi modello: pros e cons. Editing Genomico: il sistema CRISPR/CAS9. Screening omici basati su RNAi e CRISPR. Analisi funzionale di mRNA e non-coding RNA (ncRNA) in sistemi di differenziamento muscolari e neuronali (topo e uomo).
Risorse web per l’analisi in silico di dati genomici (6 ore).
Esercizi in aula informatizzata. Elaborazione ed interpretazione di dati genomici. Database biologici (primari, secondari, specializzati); il formato FLAT; NCBI: accesso via Taxonomy, Gene; Protein Map Viewer, Pubmed and Pubmed MeSH, Entrez; Genome browsers (UCSC), Ensembl, DDBJ, UniProt; Elementi di gene ontology (GO). miRBase, TargetScan e miRTARBASE.
Un libro di testo scelto tra i seguenti:
R.F. Weaver Molecular Biology, Mc Graw Hill, V Edition
Watson J. D et al Molecular Biology of the Gene, Zanichelli VII Edition
Arthur M. Lesk 2009, “INTRODUZIONE ALLA GENOMICA”, Zanichelli
Greg Gibson, Spencer V. Muse 2004, “INTRODUZIONE ALLA GENOMICA”, Zanichelli
Tom Strachan, Judith Goodship, Patrick Chinnery 2016, “GENETICA E GENOMICA”, Zanichelli
Per un immediato aggiornamento dei testi o del materiale didattico distribuiti dai docenti consultare la pagina web del corso: https://elearning2.uniroma1.it
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