BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE Laurea MAGISTRALE in BIOTECNOLOGIE MEDICHE E NANOBIOTECNOLOGIE MODULO DI Genetica Molecolare (6cfu) del Corso di Genetica Molecolare e Biologia dello Sviluppo (A.A. 2017-2018) Prof.ssa Maria Pia Bozzetti* Testi consigliati (uno a scelta tra i seguenti): Pimpinelli Genetica (con sito WEB) Edizioni Ambrosiana (Zanichelli) -Leland H. Hartwell, Leroy Hood, Michael L. Goldberg, Ann E. Reynolds, Lee M. Silver, Ruth C. Veres Genetica - dall'analisi formale alla genomica Edizioni Mc Grow Hill + materiale didattico che sarà fornito dal titolare del Corso nella sezione dedicata al materiale didattico nel sito ”unisalento”. Il libro è uno strumento necessario per lo studio della materia * Email prof.ssa Bozzetti -> maria.bozzetti@unisalento.it

Argomenti del corso Studio di genomi complessi: metodi classici e molecolari Struttura del cromosoma: eucromatina, eterocromatina Rimodellamento della cromatina Centromeri e telomeri in Drosophila e nei Mammiferi Cariotipo e FISH Elementi genetici trasponibili Disgenesia degli ibridi in Drosophila Trasformazione genica mediata dal DNA, in Drosophila e nei Mammiferi Genomica strutturale 1: Identificazione di SNPs, polimorfismi di minisatellite e microsatelliti Genomica strutturale 2: Array di DNA , DNA fingerprint e applicazioni Marcatori molecolari, analisi di linkage, associazione con sonde polimorfiche Clonaggio posizionale: identificazione di geni responsabili di malattie genetiche Sequenziamento dei genomi complessi Processo dell’RNA interferenza e sue applicazioni RNA interferenza; dissezione genetica dei geni dell’RNAi Genetica dei tumori Genetica dello sviluppo Dissezione genetica per i geni dello sviluppo Identificazione dei compartimenti durante lo sviluppo Conservazione dei geni dello sviluppo nel corso dell’evoluzione 

Complessità dei genomi Il genoma degli organismi viventi varia enormemente in dimensioni e complessità (Valore C) Per Valore C si intende la complessità dei vari genomi espressa in numero di coppie di basi 1 pg di DNA = 0,965 x 109bp= 6,1x 1011 dalton Il valore C dell'uomo è 3,2 x 109 bp; il valore C della Drosophila è 1,8 x 108 bp ecc.

Dimensioni dei genomi di alcuni organismi a confronto L’ informazione contenuta in un genoma non è necessariamente proporzionale alle sue dimensioni, infatti la quantità di DNA dei diversi organismi non risponde in modo lineare alla complessità degli organismi

Tabella del Valore C di alcuni genomi espressi in paia di basi

“Paradosso del Valore C” a) Specie evolutivamente correlate possono presentare GRANDI differenze del valore C (ad esempio gli anfibi) b) Specie evolutivamente lontane possono presentare PICCOLE differenze del valore C (ad esempio le alghe ed i Mammiferi) C’è una mancanza di proporzionalità tra il contenuto di DNA e la complessità di un organismo: -> gli anfibi e le alghe hanno un maggiore contenuto di DNA rispetto all’Uomo, ma non per questo sono organismi più complessi!

Quanti geni sono presenti in un genoma?

Metodo genetico classico per stimare il numero di geni in Drosophila Prima ipotesi di una correlazione tra numero delle bande nei cromosomi politenici (cromomeri) e numero dei geni Stima genetica precisa del numero dei geni nell’intervallo tra zeste e white sul cromosoma X, in cui erano state contate 16 bande politeniche zeste white Delezione della regione z w sul cromosoma X (circa 16 bande) a) Df (1)wJ1 b) w+ Y Duplicazione di una parte dell’ X sul cromosoma Y

zeste white Se NON NASCONO femmine normali significa che è stata indotta una mutazione letale nella regione zeste-white a) Df (1)wJ1 Delezione della regione z w sul cromosoma X (circa 16 bande) b) w + Y Duplicazione di una parte dell’ X sul cromosoma Y Mutageno Basc incrocio di massa x occhio Bar white apricot + inversioni Cromosoma Basc Basc x Df (1)wJ1 w+ Y F1 Basc incroci singoli Basc Df (1)wJ1 w+ Y normali Basc occhio Bar, rosso Df (1)wJ1 normali? F2

Furono identificate 121 mutazioni letali nella regione tra zeste e white e mediante test di complementazione si stabilì che corrispondevano a 16 gruppi di complementazione C’era corrispondenza tra numero di geni e numero di bande politeniche (il numero delle bande è di circa 5000) quindi una stima mediante quest’analisi genetica suggeriva un numero di geni pari a 5000 per il genoma della Drosophila. Il numero effettivamente stimato dal sequenziamento del genoma è di circa 13600 geni. zeste white