Programma del modulo: Introduzione allo studio della biologia cellulare: diversità e somiglianza degli organismi viventi. La Biologia ed il metodo scientifico. L'origine e l'evoluzione delle cellule. Cellule come modelli sperimentali. Strumenti per studiare le cellule. La chimica della cellula: I componenti molecolari di una cellula, struttura e funzioni: acqua, lipidi, membrane, carboidrati, amminoacidi, proteine. L'uso di energia da parte delle cellule, reazioni biologiche ed enzimi. Gli acidi nucleici. Flusso dell'informazione genetica. La replicazione del DNA. L'organizzazione del DNA nella cellula. Il DNA cromosomico ed il suo compattamento nella fibra di cromatina. Le DNA polimerasi, l'origine di replicazione, le telomerasi. La trascrizione: da DNA a RNA. La trascrizione nei procarioti. La trascrizione e la maturazione dell'RNA negli eucarioti. RNA messaggero, RNA ribosomale, RNA di trasferimento. Regolazione dell'espressione genica. Controllo della trascrizione nei procarioti. Operoni inducibili e reprimibili. Controllo della trascrizione negli eucarioti. Ruolo della cromatina nella regolazione della trascrizione. Regolazione post-trascrizionale e tradizionale. La traduzione: da RNA a proteine. Il codice genetico. Struttura e funzione del ribosoma. La traduzione: inizio allungamento e terminazione. Destinazione delle proteine ai diversi compartimenti cellulari. Modificazioni post-traduzionali delle proteine. Regolazione traduzionale e post-traduzionale.

Libri di testo (consigliati): Cell and Molecular Biology” Gerald Karp published by Wiley & Sons, Inc “World of the Cell” Becker, Kleinsmith, Hardin, Bertoni published by Pearson Education “The Cell, a molecular approach” Geoffrey M Cooper published by Sinauer NCBI bookshelf on line: “Molecular Biology of the Cell” Bruce Alberts

Programma del modulo: Stuttura e funzione dei geni e del genoma umano • DNA, RNA, RNA non codificante, pseudo geni • Anatomia del genoma umano Variazioni del genoma umano e analisi molecolare degli acidi nucleici • Mutazioni, polimorfismi, SNP, VNTR, DNA ripetitivo, CNV, LOH • Estrazione degli acidi nucleici • Enzimi di restrizione, elettroforesi e ibridazione degli acidi nucleici • Southern and Northern blotting • PCR, RT-PCR, TaqMan, ASO, ARMS, OLA, SSCP, DHPLC, MLPA • Sequenziamento mediante Sanger Cromosomi umani • Grandezza e morfologia • Analisi del cariotipo • Citogenetica e citogenomica molecolare clinica Eredità Mendeliana e sue eccezioni • Trasmissione autosomica recessiva e dominante, legata al cromosoma X • Imprinting, eterogeneità genetica, penetranza ridotta, espressività variabile • Rischi di ricorrenza per caratteri Mendeliani in alberi genealogici.

Libri di testo (consigliati): Bruce Korf and Mira Irons, Human Genetics and Genomics, Wiley-Blackwell (ultima edizione) Nussabaum, McInnes, Willard: Thomson & Thomson - Genetics in Medicine, Elsevier (ultima edizione)

Stuttura e funzione dei geni e del genoma umano • DNA, RNA, RNA non codificante, pseudo geni • Anatomia del genoma umano Variazioni del genoma umano e analisi molecolare degli acidi nucleici • Mutazioni, polimorfismi, SNP, VNTR, DNA ripetitivo, CNV, LOH • Estrazione degli acidi nucleici • Enzimi di restrizione, elettroforesi e ibridazione degli acidi nucleici • Southern and Northern blotting • PCR, RT-PCR, TaqMan, ASO, ARMS, OLA, SSCP, DHPLC, MLPA • Sequenziamento mediante Sanger Cromosomi umani • Grandezza e morfologia • Analisi del cariotipo • Citogenetica e citogenomica molecolare clinica Eredità Mendeliana e sue eccezioni • Trasmissione autosomica recessiva e dominante, legata al cromosoma X • Imprinting, eterogeneità genetica, penetranza ridotta, espressività variabile • Rischi di ricorrenza per caratteri Mendeliani in alberi genealogici.

Libri di testo (consigliati): Bruce Korf and Mira Irons, Human Genetics and Genomics, Wiley-Blackwell (ultima edizione) Nussabaum, McInnes, Willard: Thomson & Thomson - Genetics in Medicine, Elsevier (ultima edizione)

Il progetto Genoma Umano e i suoi sviluppi Progetto HapMap Progetto 1000 Genomes The Cancer Genome Atlas (TCGA) Tecnologie ad alta processività e loro applicazioni Microarray Studi di associazione genome wide (GWAS) Principi di sequenziamento ad alta processività o next-generation sequencing (NGS) Sequenziamento del genoma umano - whole genome sequencing (WGS) Sequenziamento dell’esoma - whole exome sequencing (WES) Sequenziamento del trascrittoma - whole transcriptome (WT) Mappatura genetica e linkage analysis Ricombinazione e distanza genetica Mappatura genetica di malattie Mendeliane rare Lod-score e analisi non-parametrica in pedigree umani Principi di base di genetica di popolazione Frequenze alleliche e genotipiche Equilibrio di Hardy-Weinberg Consanguineità Linkage disequilibrium Malattie genetiche complesse e epidemiologia genetica Eredità multifattoriale, modello soglia di suscettibilità Studi dei gemelli e di adozione, rischi di ricorrenza per malattie complesse Studi di associazione Genome-wide association studies (GWAS) di malattie complesse Principi di genetica medica Sindromi e difetti cromosomici Mutazioni dinamiche e ritardo mentale Malattie ereditarie Mendeliane: emoglobinopatie, emofilia, fibrosi cistica, sordità, cardiomiopatie Genetica del cancro e mutazioni somatiche Diagnosi prenatale APP: costruzione e interpretazione di un albero genealogicoConstructing and reading a pedigree

Libri di testo (consigliati): Bruce Korf and Mira Irons, Human Genetics and Genomics, Wiley-Blackwell (ultima edizione) Nussabaum, McInnes, Willard: Thomson & Thomson - Genetics in Medicine, Elsevier (ultima edizione)

Il progetto Genoma Umano e i suoi sviluppi  Progetto HapMap  Progetto 1000 Genomes  The Cancer Genome Atlas (TCGA) Tecnologie ad alta processività e loro applicazioni  Microarray  Studi di associazione genome wide (GWAS)  Principi di sequenziamento ad alta processività o next-generation sequencing (NGS)  Sequenziamento del genoma umano - whole genome sequencing (WGS)  Sequenziamento dell’esoma - whole exome sequencing (WES)  Sequenziamento del trascrittoma - whole transcriptome (WT) Mappatura genetica e linkage analysis  Ricombinazione e distanza genetica  Mappatura genetica di malattie Mendeliane rare  Lod-score e analisi non-parametrica in pedigree umani Principi di base di genetica di popolazione  Frequenze alleliche e genotipiche  Equilibrio di Hardy-Weinberg  Consanguineità  Linkage disequilibrium Malattie genetiche complesse e epidemiologia genetica  Eredità multifattoriale, modello soglia di suscettibilità  Studi dei gemelli e di adozione, rischi di ricorrenza per malattie complesse  Studi di associazione  Genome-wide association studies (GWAS) di malattie complesse Principi di genetica medica  Sindromi e difetti cromosomici  Mutazioni dinamiche e ritardo mentale  Malattie ereditarie Mendeliane: emoglobinopatie, emofilia, fibrosi cistica, sordità, cardiomiopatie  Genetica del cancro e mutazioni somatiche  Diagnosi prenatale APP: costruzione e interpretazione di un albero genealogicoConstructing and reading a pedigree

Libri di testo (consigliati): Bruce Korf and Mira Irons, Human Genetics and Genomics, Wiley-Blackwell (ultima edizione) Nussabaum, McInnes, Willard: Thomson & Thomson - Genetics in Medicine, Elsevier (ultima edizione)

Programma del modulo: L'organizzazione delle cellule. La membrana cellulare: struttura e funzione. Il modello a mosaico fluido Lipidi e fluidità Le proteine di membrana Trasporto di soluti attraverso la membrana. Il sistema di endomembrane: Il reticolo endoplasmatico liscio e rugoso Controllo qualità delle proteine L'apparato di Golgi, smistamento e glicosilazione delle proteine. Trasporto di vescicole: secrezione, endocitosi, fagocitosi, endocitosi mediata da recettore (Ipercolesterolemia familiare). I lisosomi. I perossisomi. Citoscheletro. Giunzioni tra cellule. Nucleo, membrana nucleare, traffico tra nucleo e citoplasma, nucleolo. Mitocondri e conversioni di energia nella cellula. Struttura e funzione del mitocondrio. Glicolisi Ciclo di Krebs, Il trasporto degli elettroni, ATP-sintetasi mitocondriale. Controllo delle attività cellulari. Trasduzione del segnale. Le molecole segnale ed i loro recettori. Recettori accoppiati a proteine G. Vie di segnalazione intracellulare. Effettori e secondi messaggeri. Recettori Tirosin-chinasi. Cascate di fosforilazione di proteine (MAP chinasi). Esempi relativi alle principali vie di trasduzione del segnale. Ciclo cellulare e morte cellulare programmata. Le fasi del ciclo cellulare, attività di sintesi. Controllo del ciclo cellulare: transizione G1/S e G2/M. Complessi ciclina/CDK. Mitosi Alterazioni del ciclo cellulare. Ruolo dell'apoptosi nel controllo del ciclo cellulare e nel differenziamento. Caratteristiche generali e fenotipi delle cellule cancerose. Oncogeni e soppressori tumorali. Metastasi. Nuove strategie molecolari per la cura del cancro.

Libri di testo (consigliati):  Cell and Molecular Biology” Gerald Karp published by Wiley & Sons, Inc  “World of the Cell” Becker, Kleinsmith, Hardin, Bertoni published by Pearson Education  NCBI bookshelf on line: “Molecular Biology of the Cell” Bruce Alberts;  “The Cell, a molecular approach” Geoffrey M Cooper