Genetica Molecolare Umana - Genotossicità

Anno accademico 2014/2015

Obiettivi formativi del corso

L’attuale integrazione della Genetica Umana con la biologia molecolare e con la neonata bioinformatica lascia intravedere un futuro ricco di promesse per la ricerca biologica e, di conseguenza, per potenziali applicazioni alla Medicina ed alla Biotecnologia. Questo corso, indirizzato agli studenti della Lauree specialistiche in Biologia Molecolare e in Biologia e applicazioni Biomediche,tratta della caratterizzazione molecolare, organizzazione e regolazione del genoma umano nucleare e mitocondriale. Poiché tra gli aspetti applicativi quelli più interessanti riguardano ovviamente la salute umana, saranno sviluppati in particolare gli aspetti molecolari di malattie monogeniche e complesse e le informazioni di base sulla instabilità del genoma umano (mutazione e riparazione) e su alcuni settori attualmente in forte espansione quali : la farmacogenetica (che studia, in individui o nelle popolazioni, la variabilità nella risposta ai farmaci dovuta a fattori genetici), la genetica del cancro (legata alla scoperta delle sempre più strette relazioni tra le mutazioni somatiche e le neoplasie) e finalmente al campo entusiasmante della terapia genica umana che si spera tragga ulteriore impulso dalle sempre più puntuali informazioni derivanti dalla identificazione della sequenza e funzione dei geni umani (“Progetto Genoma Umano”).

La seconda parte del corso riguarda la problematica relativa alle cause della mutazione, come responsabili delle malattie ereditarie e del cancro. La continua evoluzione delle scoperte riguardanti i sistemi preposti al mantenimento della stabilità del genoma e l’identificazione di un numero sempre più vasto di agenti fisici, chimici o biologici in grado di alterare il materiale ereditario è alla base del recente sviluppo di settori della ricerca quali la mutagenesi ambientale e la tossicologia genetica. Le ricerche riguardanti la  mutagenesi e la cancerogenesi trascendono l’interesse teorico degli studiosi del materiale genetico per assumere un’importanza decisiva sul piano sociale, economico ed ecologico. Il programma del modulo consiste di una prima parte inerente le conoscenze di base, soprattutto a livello molecolare, dell’interazione tra agenti mutageni e materiale ereditario e di una seconda parte più applicativa in cui vengono descritte le tecniche in uso per la rilevazione dell’attività genotossica e delle conseguenze biologiche da essa derivanti.

Risultati dell'apprendimento

Il corso sarà svolto mediante lezioni frontali sugli specifici argomenti del programma, con l’ausilio di presentazioni in power point. Verranno inoltre analizzati e discussi in aula alcuni articoli scientifici inerenti le problematiche affrontate. Il materiale didattico proiettato verrà reso disponibile, ciò nonostante è fortemente consigliato l’utilizzo di testi per lo studio individuale.

La verifica dell’apprendimento verrà effettuata attraverso un esame finale. Verrà effettuata una prova orale di tipo tradizionale, che avrà lo scopo di verificare la capacità di comprensione dei diversi argomenti trattati durante le lezioni e le conoscenze acquisite e di evidenziare la capacità da parte dello studente di formulare collegamenti tra i vari argomenti. Riguardo agli articoli scientifici analizzati in aula, lo studente inoltre dovrà dimostrare di avere buona consapevolezza della problematica scientifica trattata, comprensione degli esperimenti svolti, dei risultati ottenuti e della loro interpretazione. Questo tipo di esame consentirà di valutare la capacità di applicare le conoscenze a problemi specifici da parte dello studente la capacità di collegare le varie nozioni acquisite e di darne un giudizio critico e inoltre l’abilità di comunicare ed esporre le conoscenze apprese.

Programma

Il progetto Genoma Umano : aspetti culturali e organizzativi.

Organizzazione del genoma umano : genoma nucleare e mitocondriale – organizzazione, distribuzione e funzione dei geni umani ( codificanti RNA e polipeptidi) – DNA non codificante con ripetizioni in tandem o intersperse.

Espressione del gene umano : regolazione trascrizionale dell’espressione genica – regolazione post-trascrizionale – meccanismi epigenetici e controllo a distanza – i micro-RNA -

Instabilità del genoma umano : mutazione e riparazione del DNA, mutazioni semplici – meccanismi genetici che producono scambi di sequenze tra ripetizioni del DNA – mutazioni patogene –Le malattie genetiche nell’uomo : mutazioni con perdita di funzione – mutazioni con acquisizione di funzione – gli effetti del dosaggio genico – patologia molecolare : dal gene alla malattia e dalla malattia al gene, malattie cromosomiche -  le potenzialità patogene delle sequenze ripetute.

Farmacogenetica : geni coinvolti nella farmacocinetica e farmacodinamica – polimorfismi nei geni che influenzano la disponibilità dei farmaci – polimorfismi genetici dei recettori e dei sistemi di riparazione – strategie molecolari per la ottimizzazione della terapia farmacologica.

Terapia genica : le differenti strategie per la terapia genica – terapia genica per le malattie ereditarie, neoplasie e malattie infettive – l’etica della terapia genica nell’uomo.

Genotossicità :  mutageni fisici e chimici - Sistemi metabolici di attivazione di xenobiotici - Induzione e sviluppo dei tumori, geni tumorali - Fonti della contaminazione da agenti genotossici - Strumenti di rilevamento dell'attività genotossica.

Testi consigliati e bibliografia

Testi di riferimento:

T.STRACHAN, A.READ – Genetica molecolare umana - Zanichelli; L.MIGLIORE - Mutagenesi Ambientale - Zanichelli

T.STRACHAN, A.P.READ – Genetica Umana Molecolare – UTET,  ,  P. SUDBERY – Genetica Molecolare Umana - Zanichelli,  J.J.PASTERNAK – Genetica Umana Molecolare – Zanichelli,  E.H.McCONKEY – Genetica Umana. Una prospettiva molecolare – Zanichelli.  Di approfondimento: P.LOLLINI, C.DE GIOVANNI, P .NANNI – Terapia genica – Zanichelli,  P.PARHAM – Immunologia - Zanichelli,  B.LEWIN - Gene VIII - Pearson Education International.

Orario lezioni

Appelli

	Data	Ore	Esame
	10/09/2016	10:00 - 13:00	Orale
	04/04/2016	10:00 - 13:00	Orale
	25/02/2016	10:00 - 13:00	Orale
	11/02/2016	10:00 - 13:00	Orale
	24/09/2015	10:00 - 13:00	Orale
	10/09/2015	10:00 - 13:00	Orale
	14/07/2015	10:00 - 13:00	Orale