International School Of Advanced Biomedicine and Bioinformatics

Programma del corso di Biologia Genomica

e dei Sistemi Complessi

Corso di Biologia Genomica e dei Sistemi Complessi

Laurea Magistrale in Biologia Cellulare e Molecolare – Laurea Magistrale in Biologia Sanitaria

CFU: 6 (3 per i seminari + 3 per le attività di laboratorio)

Laurea in Scienze Biologiche

CFU: 4 (3 per i seminari + 1 per le attività di laboratorio)

Anno accademico 2007-2008

Logica del Corso

Il completamento del Progetto Genoma di Homo sapiens e di molti altri organismi e virus ha modificato profondamente le nostre conoscenze sulla loro biologia, nonché l’impostazione e le prospettive degli studi in campo biomedico. I progressi nel campo della Biologia Omica (Genomica, inclusa quella degli RNA non codificanti, Epigenomica, Trascrittomica, Proteomica, incluse le modifiche post-traduzionali delle proteine, Interattomica, Patogenomica Umana), della Biologia Computazionale, della Bioinformatica, delle Biotecnologie hanno reso possibile la nascita della Biologia Genomica e dei Sistemi Complessi. Questa disciplina si propone di introdurre gli Studenti ad un approccio che consenta loro di conseguire una visione globale ed unificante della struttura degli organismi, delle cellule che li costituiscono, e delle relative funzioni. Il percorso proposto inizia dalla descrizione del genoma ed ha l’obiettivo a lungo termine di consentire la comprensione (sintetica ma completa) della biologia, della fisiologia e della patologia. La conseguente conoscenza della logica biologica dovrebbe permettere, tra l’altro, il disegno di razionali strategie terapeutiche basate sulla conoscenza delle alterazioni molecolari alla base delle varie malattie, sia neoplastiche che degenerative. Il Corso è caratterizzato dalla peculiarità dell’approccio Top > Down ed è costituito da una serie di seminari, sia su aspetti basilari che avanzati, della Biologia Genomica e dei Sistemi Complessi, quali la descrizione delle varie Omiche degli Apparati e Macchinari molecolari delle cellule (Macchinario del Ciclo Cellulare, Apparato di Duplicazione del DNA, Apparato di Trascrizione, Apparato della Sintesi delle Proteine, Macchinario della Trasduzione del Segnale, Macchinario Apoptotico). L’evoluzione è un tema costante del Corso. Gli Studenti sono stimolati a svolgere un intenso tirocinio in laboratorio per acquisire una appropriata working knowledge sugli argomenti e sulle metodologie sperimentali della BioMedicina molecolare contemporanea.

Seminari

La Biologia Genomica: Definizione, Origine Storica, Ambiti di Indagine, Prospettive per l’Evoluzione della Medicina

La Biologia dei Sistemi Complessi: l’Importanza dell’Approccio Olistico allo Studio degli Organismi e delle Cellule e gli Ostacoli Tecnologici alla sua Attuazione – Dallo Studio delle Omiche alla Biologia della Cellula 

I Progetti Genoma e l’Approccio del Gene Candidato per l’Analisi del Fenotipo e della Funzione dei Geni

La Regolazione dell’Espressione dei Singoli Geni e quella del Genoma

Metodologie Avanzate (incluse le BioTecnologie) per lo Studio di Struttura e Funzioni Cellulari – La BioInformatica: uno Strumento Analitico Essenziale in BioMedicina

Apparati e Macchinari Cellulari: Struttura Genomica, Struttura Molecolare, Patologia Correlata, Evoluzione (Il Macchinario del Ciclo Cellulare, L’Apparato di Duplicazione del DNA, L’Apparato di Trascrizione, Il Macchinario della Sintesi delle Proteine, L’Apparato della Trasduzione del Segnale, Il Macchinario Apoptotico)

Una Nuova Visione del Genoma: Ruolo critico degli RNA non Codificanti ( sncRNAs ) nella Regolazione dell’Espressione e loro Coinvolgimento in Patologia Genetica

Networks biologiche: Complessita’, Metodi di Analisi, Applicazioni Sperimentali

Cellule Staminali: Biologia, Biotecnologia, Utilizzazioni Terapeutiche

Bioetica: Legislazione e Filosofia

Biologia della Cellula

Tutoriali

•  Organismi e cellule: la teoria cellulare – Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule eucariotiche, procariotiche, virus – Principi e meccanismi dell’evoluzione

•  Genomi e geni eucariotici, procariotici, virali – I Progetti Genoma. Le macchine molecolari della cellula. Dal genotipo al fenotipo – Fenotipo ed ambiente

•  La proliferazione cellulare: il ciclo ed i relativi meccanismi di controllo – Cromatina e Cromosomi – La duplicazione del DNA – Classificazione degli RNA, loro sintesi e rielaborazione – Il codice genetico – La sintesi proteica – Regolazione dell’espressione genica – Mutazioni genetiche e modificazioni epigenetiche del DNA.

•  Mitosi e Meiosi – La genetica mendeliana ed i limiti del modello mendeliano – Modalità di trasmissione e di espressione dei caratteri genetici negli Eucarioti, in particolare nell’Uomo.

•  Le malattie genetiche di Homo sapiens

•  Membrane cellulari: struttura e funzione

•  Organuli cellulari: struttura, funzione ed evoluzione

•  La trasduzione del segnale

•  Differenziamento ed apoptosi

•  Il fenotipo neoplastico

•  Meccanismi di interazione tra cellule

Alcuni libri utilizzabili quali testo di riferimento

Biologia molecolare della cellula – Lodish e Coll, Ed Zanichelli

Biologia molecolare della cellula – Alberts e Coll, Ed Zanichelli

La cellula: un approccio molecolare – Cooper, Ed Zanichelli

Geni e Segnali – Ptashne e Gann, Ed Zanichelli

Biologia molecolare e cellulare – Wolfe, Ed Edises

Genetica umana molecolare – Strachan e Read, Ed Utet

Genetica in Medicina – Thompson e Thompson, Ed Idelson Gnocchi

Genetica medica – Gelehrter, F Collins, D Ginsburg, Ed Masson

Genetica umana: dal caso clinico al genotipo – Korf, Ed Springer

Eredità: Principi e Problematiche in Genetica Umana – Cummings, Ed

Edises

Genetica clinica – Read e Donnai, Ed Zanichelli

Introduzione alla Genomica – Gibson e Muse, Ed Zanichelli

Genes VIII – Lewin, Ed Oxford Press

La nuova Genetica e la pratica clinica – Weatherall, Ed Zanichelli

Introduzione alla Bioinformatica – Valle e Coll, Ed Zanichelli

NOTA

E’ essenziale utilizzare l’edizione più recente dei testi prescelti nonchè le referenze bibliografiche specifiche, che saranno indicate durante il Corso.

Sede del Corso

Dipartimento di Scienze BioMediche

Sezione di Biologia Generale, Biologia Cellulare, Genetica Molecolare

Unità di Biologia, Genetica, BioInformatica

Via Santa Sofia 87, 95123 Catania

Comparto 10, Edificio C, Aula 4

Calendario del Corso

Le lezioni si svolgeranno ogni martedì e giovedì del secondo semestre dell’anno accademico secondo il calendario che sarà pubblicato su questo sito web nonché sul sito del Corso di Laurea