Corso di Biologia Genomica e dei Sistemi Complessi
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Programma del corso di Biologia Genomica e dei Sistemi Complessi |
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Corso di Biologia Genomica e dei Sistemi Complessi
Laurea Magistrale in Biologia Cellulare e Molecolare – Laurea Magistrale in Biologia Sanitaria CFU: 6
Laurea in Scienze Biologiche CFU: 6
Anno accademico 2008-2009
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 e le Metodologie High Throughput) 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
Calendario del Corso
Il Corso si svolgerà nel 2° Semestre dell’ Anno Accademico 2008/2009
a partire dal 24 Marzo 2009
Martedì, Aula 3 (Edificio A) – ore 15-17
Giovedì, Aula 7 (Edificio B) – ore 13-15
Calendario degli Esami
Alla conclusione del Corso (secondo le indicazioni del Docente) si svolgeranno due appelli di esame, uno nel mese di Giugno ed un altro a Luglio.Le altre sessioni saranno effettuate secondo il calendario indicato dalla Presidenza della SDA
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