Genetica dei Microrganismi ed Applicata CFU = 9 Corso di laurea: BIOLOGIA della NUTRIZIONE (L-13) Docente: Dr. Maurizio Falconi (~ 8 cfu) maurizio.falconi@unicam.it 0737-403265 SLIDES DOCENTE Disponibili presso: http://nutrition.unicam.it/ http://docenti.unicam.it Docente: Prof. Nazzareno Lucarini ( ~ 1 cfu) nazzareno.lucarini@unicam.it 0737-403239

PROGRAMMA - Chimica della sintesi del DNA, modelli per la replicazione del DNA ed esperimento di Meselson e Stahl. Polimerasi I , II e III di E. coli e loro meccanismo d'azione (sito catalitico). Proteine associate al DNA (primasi, elicasi, topoisomerasi, SSB) e ruolo di queste nella replicazione del DNA. Meccanismo della replicazione nei batteri ed in lievito. Origini di replicazione (oriC e ARS). - Genetica batterica (trasformazione, coniugazione e traduzione). - Esperimenti di K. Mullis, meccanismo della PCR, la Taq polimerasi, scelta dei primers e specificità della PCR. Principali applicazioni della PCR. - Il codice genetico (generalità), esperimenti che hanno portato alla delucidazione del codice (esp. di Nirenberg), uso del codice, le aminoacil-tRNA sintetasi, mutazioni missenso, nonsenso e frameshift, tRNA soppressori. - La trascrizione (generalità), promotori batterici ed eucariotici, tecniche quali Primer extension e footprinting, la RNA polimerasi batterica. Il fattore sigma 70 e fattori alternativi. Elongazione e terminazione della trascrizione (terminatori intrinseci e Rho dipendenti). Mutazioni polari. - Introduzione allo splicing (cenni storici, generalità, il paradosso C). Il rimescolamento degli esoni e teorie evolutive, la chimica dello splicing, lo spliceosoma (fattori, reazione e affidabilità dello splicing), introni del gruppo I e II, splicing alternativo costitutivo e regolato.

- Il DNA ricombinante (cenni storici), enzimi di restrizione e mappe genetiche, tecniche di blotting (Northern e Southern bot). Marcatura del DNA (Random primer, Nick traslation e marcatura terminale mediante fill-in e polinucleotide chinasi). Defosforilazione del DNA e reazione di ligasi. Clonaggio di un cDNA ed uso dei linkers. Terminal trasferasi e saldatura prodotti di PCR. Plasmidi (pBR322, pUC19), purificazione del DNA plasmidico (ultracentrifugazione su ClCs e lisi alcalina). Metodi di sequenziamento del DNA (Maxam e Gilbert, Sanger ed automatizzato). Tecniche di mutagenesi del DNA (geni artificiali, mutagenesi a cassetta, metodi basati su primer extension e PCR). Vettori non plasmidici (lambda, M13 e derivati, cosmidi). Vettori per il clonaggio grossi frammenti di DNA (PAC, BAC e YAC). Banche genoniche e di cDNA. Vettori di espressione (pPL, PeT, pGEX, pBAD). Vettori per lo studio dell'espressione genica (pKK e test del CAT). - Principali applicazioni della genetica: cenni di genomica strutturale (il progetto genoma) e funzionale (DNA microarray), DNA fingerprinting (test di paternità e in medicina legale), studio malattie genetiche (RFLP per l’analisi dell’anemia falciforme, multiplex PCR per la distrofia muscolare), espressione di geni eucariotici in cellule batteriche o di lievito.

Testi Consigliati 1) Biologia Molecolare del Gene (Watson) - Zaniclelli. 2) Il Gene (seconda edz. compatta) (Lewin) - Zanichelli. 3) Ingegneria Genetica (Primarose) - Zaniclelli. 4) Biotecnologie Molecolari (Brown) – Zanichelli. Si rende necessario un testo di Genetica Molecolare (1 o 2) ed un altro di Genetica Applicata (3 o 4) Testi di supporto Il Gene VIII (Lewin) - Zanichelli. Biologia Molecolare (Weaver) – McGraw-Hill. Genetica (Russel) – Edises. E’ assolutamente necessario aver sostenuto l’esame di Genetica Generale in cui sono statti trattati argomenti di base di Genetica Molecolare come mitosi, meiosi, struttura del DNA e dell’RNA. Si consiglia inoltre di aver sostenuto gli esami di Chimica Generale ed Inorganica, Organica e Biologica.