GENETICA ED EVOLUZIONE
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2022/2023
- Docente
- SILVIA GHIROTTO
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- BIO/18
Obiettivi formativi
- L'obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi per comprendere e descrivere le basi e la complessità dell’evoluzione biologica, l'entità e il significato dei cambiamenti intra e inter-specifici durante la vita sul pianeta Terra, le forze che guidano e indirizzano i processi evolutivi, e l'effetto di diversi meccanismi molecolari sull'evoluzione a lungo termine dei genomi, dei geni, e dei loro prodotti. Gli studenti saranno inoltre guidati nella lettura critica di recenti lavori che si occupano dello studio dell' evoluzione di diversi organismi e nella discussione di alcuni casi-studio.
Conoscenza e comprensione
Lo studente:
- Conosce correttamente le basi biologiche dell'evoluzione;
- Conosce le basi molecolari dell'evoluzione;
- Conosce i modelli e i meccanismi dell'evoluzione biologica.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente:
- sa utilizzare correttamente la terminologia di biologia evoluzionistica;
- sa leggere in modo critico lavori di biologia evoluzionistica ed evoluzione molecolare;
- sa applicare le conoscenze di biologia evoluzionistica a qualsiasi disciplina biologica. Prerequisiti
- Non sono previste propedeuticità. Tuttavia, lo studente deve avere conoscenze di base di genetica.
Contenuti del corso
- Il corso prevede solo lezioni frontali.
Le lezioni affronteranno i seguenti argomenti:
Introduzione. Cos'è l'evoluzione e che cosa studia, perché è importante conoscere i meccanismi dell'evoluzione e quali sono gli aspetti applicativi di questa disciplina. (2h)
Breve storia delle teorie evoluzionistiche. Che cos'è l'evoluzione biologica. Teorie pre-Darwiniane (dall'essenzialismo all'ereditarietà dei caratteri acquisiti di Lamarck). Breve storia biografica di Charles Darwin e il viaggio del Beagle. L'influenza di Malthus nello sviluppo della teoria evoluzionistica di Darwin, com'è nata la teoria dell'evoluzione di Darwin e le sue caratteristiche fondamentali. Evidenze dell'evoluzione Darwiniana in diverse discipline, dalla genetica alla biologia molecolare. (4h)
Il modello concettuale dell’evoluzione. Il modello darwiniano di evoluzione per mutazione e selezione naturale. Cenni di genetica mendeliana. Modelli probabilistici e statistici. Concetto di adattamento e fitness. Selezione sessuale. (6h)
Come si origina ed evolve la variabilità genetica. La mutazione come forza generatrice di variabilità. Equilibrio di Hardy-Weinberg e descrizione dei fenomeni popolazionistici che rompono questo equilibrio, con particolare attenzione a:
(i)Selezione Naturale. Concetto di fitness e di adattamento all'ambiente. Definizione di coefficiente di selezione e calcolo delle frequenze alleliche attese alla generazione successiva in caso di selezione naturale per diversi modelli di dominanza (dominanza completa, codominanza e sovradominanza)
(ii) Deriva Genetica: Natura stocastica di genetica ed evoluzione. Come cambiano le frequenze alleliche nel tempo per effetto del campionamento. Concetto di dimensione effettiva (10h)
Uso di modelli demografici e della teoria coalescente per studiare la storia demografica ed evolutiva delle popolazioni, con esempi (6h)
Evoluzione molecolare. Come la genetica aiuta a studiare e comprendere i fenomeni evolutivi. (6h)
Evoluzione del genoma. Architettura di base del genoma eucariote e differenze tra le diverse specie. Struttura e funzione dei geni, regolazione dell'espressione genica e modificazioni epigenetiche. Come si originano nuovi geni e descrizione dei meccanismi molecolari di duplicazioni genica (con particolare attenzione ai possibili destini evolutivi di un gene duplicato), trasferimento genico orizzontale, fusione genica. Eventi di duplicazione genomica (ipotesi 2R e 3R). (8h)
Basi di ricostruzioni filogenetiche. Relazioni fra le specie: dalla sistematica alla genetica molecolare. Dati genetici usati per studiare la filogenesi molecolare. Concetto di antenato comune e di sequenze omologhe. Differenze tra paralogia e ortologia. Costruzione di alberi filogenetici: metodi basati sulla distanza molecolare, metodi di massima parsimonia e di massima verosimiglianza. (6h) Metodi didattici
- Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali, 48 ore di lezione didattica corrispondente a 6 CFU. Le lezioni si svolgono settimanalmente in aula e l'esposizione avviene mediante l'utilizzo di diapositive su power point e della lavagna classica.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- L'obiettivo della prova d'esame consiste nella verifica del livello di comprensione e conoscenza degli argomenti del corso, e della capacità di ragionamento. L'esame consiste in un elaborato scritto con una valutazione espressa in trentesimi. L'elaborato comprende 10 domande vero o falso (1 punto a domanda, totale 10 punti), 5 domande a risposta multipla (2 punti a domanda, totale 10 punti), 2 domande aperte (6 punti a domanda, totale 12 punti). L'esame si ritiene superato con un minimo di 18 punti.
Testi di riferimento
- Schemi e figure fornite dal docente.
L'evoluzione di Douglas J Futuyma, Zanichelli
Capitoli provenienti dal seguente libro di testo:
Evoluzione, modelli e processi a cura di Marco Ferraguti e Carla Castellacci, PEARSON
