MOLECULAR TECHNOLOGIES
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2017/2018
- Docente
- FRANCO PAGANI
- Crediti formativi
- 6
- Percorso
- Biologia molecolare e cellulare
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- BIO/11
Obiettivi formativi
- Obiettivi formativi
Il principale obiettivo formativo del corso consiste, attraverso la acquisizione di conoscenze specifiche in ambito tecnico molecolare, nello sviluppo di capacita' di base utili per la comprensione e la valutazione critica delle recenti ricerche scientifiche con particolare interesse a quelle inerenti la fisiopatologia dell'RNA. Per ciascun argomento trattato verranno fornite sia le conoscenze intrinseche di base che le metodologie tecnico-molecolari utili per la comprensione sperimentale ed interpretazione degli aspetti scientifici trattati.
Conoscenza e Comprensione
Lo studente conosce:
- le basi biochimiche e fisiologiche dei sistemi e processi biologici cellulari
-conosce le basi chimiche e biochimiche delle strutture macromolecolari proteiche e degli acidi nucleici
- conosce l'organizzazione di base cellulare
-conosce le tecniche di base in ambito biochimico e biologico e per la analisi degli acidi nucleici
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente è in grado di:
- utilizzare in modo corretto la terminologia relative agli acidi nucleici
-sa' orientarsi nelle principali vie metaboliche degli acidi nucleici Prerequisiti
- PREREQUISITI
Lo studente deve avere le conoscenze di base delle scienze esatte
(fisica , chimica e matematica) ed una conoscenza della biologia
cellulare e della biochimica. Contenuti del corso
- Il corso consiste in lezioni frontali. Il corso sarà orientato principalmente sul processamento di RNA negli eucarioti, con particolare riferimento a splicing, poliadenilazione e biosintesi dei miRNA . Saranno anche presi in considerazione esempi di malattie umane causate da difetti di processamento dell'RNA e tecnologie per lo sviluppo di modelli murini. L'esame finale sarà un saggio scritto. Il corso prevede anche Journal club preparati dagli studenti.
1) pre-mRNA splicing: regolazione ed aspetti di base (10h)
- splicing signals canonical splice sites, branch sites and site
polyadenylazione. Introns GT-AG and AT-AC.
- the biochemistry of splicing
- the spliceosome and the role of snRNPs
- the non-canonical splicing signals (Enhancer and Silencer, ESE , ESS , ISE and ISS )
- splicing factors SR proteins , hnRNP and tissue-specific factors (NOVA , FOX, PTB)
- alternative splicing (basic mechanisms in the regulation of alternative splicing )
2) pre-mRNA splicing: tecnologie di base (8h)
- Methods for the analysis of splicing : splicing in vitro and analysis with the minigenes
-methods for analyzing snRNP particles: Elettromobility shift assay (EMSA) , EMSA and supershift, affinity purification and Rna Immuno Precipitation (RIP)
- methods for analyzing RNA - protein interactions in splicing
- The method of classical SELEX and SELEX functional
- CLIP-high throughoutput analysis of RNA protein interactions ( recent examples NOVA , FOX, PTB )
- Bioinformatics Analysis of splicing (splicing sites for programs - such as the fruitfly - , ESE finder for SR proteins and RESCUE ESE)
- the trans- splicing in the trypanosome and Smart ( spliceosomal mediated RNA trans-splicing , such as hemophilia A)
3) Capping and polyadenilazione (4h)
- the capping of the messengers ( 5 ' RACE)
- The process of polyadenylation and analysis techniques (Northern , 3 ' RACE)
- Editing of RNA
4) Co- transcriptional RNA processsing (4h)
- the regulation of the biosynthesis of the pre cotranscrizionale mRNA (the role of the C-terminus of PolII and the Bentley experiments), effect of the promoter.
- RNA processing and chromatin ( epigenetic regulation of alternative splicing )
- The Nonsense Mediated Decay (NMD ) .
- Role of Alu repeats in the expansion of exons in primates : the concept of Alu exonization
4) Methods of RNA analysis (4h)
- RT-PCR, RNase protection, RNA synthesis in vitro by phage RNA polymerase , nuclear RUN ON, primer extension , Northern, RACE, CLIP
5) Molecular pathology of splicing (6h)
- effect of genomic mutations on splicing
- The spinal muscular atrophy (SMA) and the regulation of the SMN gene
- sequence repeat expansion diseases ( myotonic dystrophy , CUG repeats , RNA gain of function )
- Splicing mutations in cystic fibrosis
- concepts of splicing therapy (oligonucleotides in D Myotonic Dysptrophy and Spinal Muscular Atrophy )
6) miRNAs , biological function and methods of analysis (4h)
- miRNA biosynthesis and processing
- miRNA biological effect
- the Mirtron
- siRNAs
- the dual luciferase assay for miRNAs , Northern blot for miRNAs
-siRNA: methods for silencing of endogenous genes oligonucleotides and plasmids
- alternative pathways in the processing of miRNAs
- Transcription and miRNA Gene Silencing
7) Technical aspects in murine models (4h)
- ENU mutagenesis
- Gene trapping
- creation of the classic transgenic mouse
- KO mice
- systems TetON Tet OFF
- conditional KO mice (cre recombinase and related technology)
- Example of a conditional mouse fibronectin
8) Novel DNA editing technologies (4h)
-CRISP CAS 9
-TALE
-ZINC FINGERS
- The Zinc Finger Nucleases and the CRISP in the creation of novel mouse models and in gene therapy Metodi didattici
- IL corso e' strutturato in lezioni teoriche frontali. In particolare sono
previste 48 ore complessive di didattica (6CFU). Le lezioni si
svolgono settimanalmente in aula e l'esposizione avviene tramite
l'utilizzo di diapositive su power point e per la miglior comprensione
delle lezioni , anche alla lavagna classica. Modalità di verifica dell'apprendimento
- Modalità di verifica dell'apprendimento
L'obiettivo della prova d'esame consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti trattati durante lo svolgimento del programma del corso nonche' la capacita' di
ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione e' espressa in trentesimi (voto minimo 18). Con la eccezione di studenti che abbiano difficolta', l'esame consiste in un elaborato scritto con la
somministrazione di tre domande aperte. Nell'ambito degli argomenti trattati durante in corso, una domanda riguardera' le conoscenze di base, una domanda su specifiche tecniche mentre la terza vertera' su una analisi critica di parte di un articolo scientifico. Le risposte alle domande vengono giudicate sia per il contenuto sia per la appropriatezza del linguaggio scientifico utilizzato. Il punteggio massimo e' di 10 punti per ogni domanda Testi di riferimento
- Schemi, figure ed articoli scientifici (sia articoli originali che review) forniti dal docente.
Biologia molecolare del gene di Watson Baker et al Zanichelli
