Caratteristiche generali delle cellule. Teoria cellulare. Organizzazione della cellula procariotica ed eucariotica. Macromolecole biologiche: proteine, carboidrati , lipidi ed acidi nucleici. Metodi di studio della cellula. Membrane cellulari. Composizione e proprietà delle membrane biologiche. Osmosi. Il potenziale di membrana. Meccanismi di trasporto attivo e passivo. Comunicazione tra cellule: giunzioni cellulari, adesione cellulare e matrice extracellulare. Organelli e sistema di endomembrane Caratteristiche dei compartimenti cellulari: reticolo endoplasmatico rugoso e l’apparato di Golgi, reticolo endoplasmatico liscio. Traslocazione cotraduzionale, glicosilazione e smistamento delle proteine. Struttura e funzione del lisosoma. Cenni sulla autofagia. Processi di endocitosi ed esocitosi. La sintesi dell'ATP: struttura e funzione del mitocondrio. Origine endosimbiontica. Il ciclo di Krebs, la catena di trasporto degli elettroni, la fosforilazione ossidativa. Traslocazione post-traduzionale di proteine nei mitocondri. I cloroplasti. Il perossisoma. Il citoscheletro. Il Genoma della cellula eucariotica. Organizzazione del nucleo della cellula eucariotica. Il complesso del poro. La lamina nucleare. La cromatina (cenni, argomento approfondito nel secondo semestre). Il nucleolo. Centromeri e telomeri. La replicazione del DNA. Il macchinario di replicazione. Filamento guida e filamento in ritardo. Frammenti di Okazaki. La telomerasi. Il danno al DNA, cenni sul riparo del danno al DNA. L'espressione dell'informazione genetica: trascrizione e traduzione. Principali classi di RNA e loro caratteristiche: tRNA, rRNA, mRNA, miRNA. Trascrizione: le RNA polimerasi. Struttura del promotore. Maturazione degli mRNA eucariotici. Sintesi e maturazione dei miRNA, tRNA e rRNA. Fattori generali di trascrizione, enhancers, fattori di trascrizione specifici. Regolazione post-trascrizionale dell' espressione genica. Il codice genetico e le sue proprietà. I ribosomi: struttura ed organizzazione funzionale. Le fasi della traduzione: inizio, allungamento, terminazione e fattori coinvolti. Modifiche post-traduzionali. Trasduzione del Segnale Comunicazione tra cellule. Segnali endocrini, paracrini, autocrini. Classi di recettori (Proteine G eterotrimeriche, Recettori tirosin chinasici, recettori per gli ormoni steroidei). Secondi messaggeri. La proteina RAS. Regolazione tramite fosforilazione. Morte cellulare programmata.

Karp J et al Biologia cellulare e molecolare. EdiSES. Alberts et al, L’essenziale di Biologia molecolare della Cellula, Zanichelli. Alberts et al, Biologia Molecolare della Cellula, Zanichelli.

Consulenza genetica Mendelismo Patologie mitocondriali Citogenetica Malattie epigenetiche malattie multifattoriali

Thompson & Thompson. Genetica in medicina di Robert L. Nussbaum, Roderick R. McInnes, Huntington F. Willard Genetica umana e medica di Giovanni Neri, Maurizio Genuardi

Contenuti del Corso: Organismi modello La proliferazione cellulare La mitosi, il cromosoma mitotico, il ciclo cellulare e la sua regolazione Fattori di controllo dell'attività proliferativa: il concetto di proto-oncogéni, oncogeni, geni oncosoppresori. Morte cellulare programmata (Apoptosi) Mutazioni Geniche e cromosomiche e il loro effetto sul fenotipo Mutazioni geniche Mutazioni cromosomiche Meccanismi di attivazione dei protoncongéni (es. traslocazioni) e di inattivazione dei geni oncosoppressori (es.Retinoblastoma, p53) e il loro effetto sul fenotipo (La genetica del Cancro Controllo epigenetico dell’espressione genica e differenziamento cellulare Organizzazione del genoma nell’uomo. Dimensioni e complessità del genoma, Sequenze uniche, sequenze mediamente ed altamente ripetute. Cariotipo autosomi e cromosomi sessuali Il concetto di epigenetica: Metilazione del DNA e modifiche istoniche La cromatina (composizione ed organizzazione molecolare, natura e modalità delle interazioni DNA-istoni, il codice istonico) Modalità di compattamento dell’informazione genetica (eu ed eterocromatina) Definire il concetto e i meccanismi del fenomeno del differenziamento cellulare: attivazione selettiva di geni specifici. Principi dell’analisi mendeliana Le leggi di Mendel I concetti di genotipo e fenotipo, loci e alleli, dominanza e recessività, omozigosi ed eterozigosi, ricombinazione genetica. Applicazioni delle leggi di Mendel Le tecniche utilizzate per testcross e studi dell'eredità di geni localizzati su cromosomi diversi, sugli autosomi e sul cromosoma X Estensioni e deviazioni dai principi della genetica Mendeliana (dal gene al fenotipo) Contesto ambientale e genotipo nella determinazione del fenotipo. Interazioni tra alleli (dominanza, recessività, codominanza, dominanza incompleta) Allelismo multiplo Interazioni geni-proteine (pleiotropia, epistasi, soppressione, complementazione) Effetto materno Le basi cromosomiche dell’ereditarietà descritta dai principi di Mendel Teoria cromosomica dell’ereditarietà Meiosi e variabilità genetica: la riproduzione sessuata, differenze tra meiosi e mitosi, concetto di geni associati e ricombinazione: il Crossing-over. Costruzione di mappe genetiche (il concetto e l’utilizzo di marcatori molecolari e genetici) Genetica batterica e virale Aspetti generali dei fenomeni di ricombinazione nei batteri attraverso fenomeni parasessuali (trasformazione, coniugazione, trasduzione specializzata e generalizzata). I plasmidi e gli episomi (Fattore F, plasmidi di resistenza ecc) Definizione di ceppo hfr, ceppi F+, ceppi F-, ceppi F’ Le mappe genetiche per coniugazione interrotta. Elemeti genetici mobili nei procarioti ed eucarioti Trasposoni Retrotrasposoni. Elementi LINE e SINE Genetica di popolazioni Frequenze alleliche e frequenze genotipiche. La legge di Hardy-Weinberg. Forze che cambiano le frequenze alleliche nelle popolazioni e processi evolutivi "Come risulta dal dettaglio sopra esposto, il programma del Corso Integrato include (ma non si limita a) tutte le Unità Didattiche Elementari (UDE) previste per la materia e consultabili alla pagina web: http://biochimica.bio.uniroma1.it/CLM_MedChirB/Verbali/UdePrimoAnno.pdf

- D.P. Snustad e M.J. Simmons, Principi di Genetica, EdiSES, Napoli. - A.J.F. Griffiths Genetica: principi di analisi formale Zanichelli, Bologna. - B.A. Pierce, Genetica, Zanichelli - Ghisotti-Ferrari ESERCIZIARIO DI GENETICA, Piccin