Obiettivi formativi
L’obiettivo del corso è quello di fornire conoscenze avanzate sui meccanismi che controllano l'espressione dei geni eucariotici a livello trascrizionale e post-trascrizionale, tenendo conto dei risultati recentemente prodotti dall’analisi genomica. Tale obiettivo viene perseguito attraverso la formulazione di un quadro concettuale unitario che mette in evidenza l'esistenza di grandi strategie regolative comuni sia ai procarioti che agli eucarioti e a fasi differenti del processo di trasferimento dell'informazione genetica (trascrizione, splicing e altri eventi post-trascrizionali, modificazione/degradazione controllata e localizzazione subcellulare delle proteine, trasduzione dei segnali a livello nucleare). Verranno presi in considerazione sia gli aspetti teorici che applicativi del controllo della espressione genica, con particolare riferimento a tecnologie post-genomiche quali la 'trascrittomica' e la 'fenomica'. Saranno anche illustrate le più recenti applicazioni di questo tipo di studi nel campo del “Drug Discovery”.<br />
Prerequisiti
Si richiede una buona conoscenza della Biologia Molecolare di base e della Biochimica.<br />
Contenuti dell'insegnamento
<br /><br />Struttura e funzionalità del genoma eucariotico: sequenze ripetute e duplicazione genica, elementi trasponibili, unità trascrizionali semplici e complesse, famiglie multigeniche, sequenze regolatrici ed espressione differenziale di geni paraloghi, duplicazione, modificazione ed evoluzione divergente dei geni codificanti per proteine regolatrici.<br />Costrutti genici chimerici e l'approccio del "gene reporter": promotore omologo/sequenza codificante eterologa; promotore eterologo/proteina regolatrice eterologa/sequenza codificante eterologa ("gene reporter").<br />Strategie regolative basate su ''reclutamento regolato''; esperimenti di bypass dell'attivatore e tecnologia del ''doppio ibrido''; squelching o soppressione abusiva; transcription factor decoys; reclutamento regolato e cooperatività; altre forme di regolazione genica (modificazione della RNA polimerasi, modificazione del DNA; repressione mediata dall'RNA).<br />Le RNA polimerasi, i regolatori trascrizionali e i promotori eucariotici. Fattori di trascrizione generali (GTF); il ''mediatore'', i rimodellatori della cromatina e i modificatori degli istoni (HAT e HDAC); formazione del complesso di pre-inizio; eventi trascrizionali post-inizio; l'attivatore Gal 4 di Saccharomyces cerevisiae; i regolatori negativi Gal80 e Mig1.<br />Cromatina e nucleosomi; ruoli regolativi della modificazione (acetilazione/deacetilazione) delle code istoniche; immunoprecipitazione cromatinica (CHIP); gli altri sistemi trascrizionali eucariotici (RNA pol. I e RNA pol. III); controllo combinatoriale: i regolatori del mating type di Saccharomyces cerevisiae; telomeri ed effetti regolativi ad essi associati; isolatori ed altri elementi di controllo di ordine superiore.<br />Enhancer e integrazione dei segnali; diverse modalità di controllo degli attivatori trascrizionali; recettori nucleari; SREBP; Tubby; Notch e APP; NF-kB; TAT/TAR, Rb e cicline; l'RNA come regolatore trascrizionale: ribointerruttori, miRNA, siRNA e interferenza da RNA; distruzione genca sistematica, array di mutanti knockout, analisi ''fenomica'' e suo impiego per la identificazione di nuovi bersagli farmacologici e per la messa a punto di sistemi di validazione innovativi.<br /><br />Altri processi basati su ''reclutamento regolato'': ubiquitinilazione e degradazione controllata delle proteine, lo splicing e la sua regolazione, interazione ormone- recettore e vie di trasduzione del segnale.
Programma esteso
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Bibliografia
Testi base:<br /><br />M. Ptashne, A. Gann<br />GENI E SEGNALI <br />Editore Zanichelli, 2004<br /><br />Watson J.D., Backer T.A., Bell S. P., Gann A.,Levine M., Losick R.<br />BIOLOGIA MOLECOLARE DEL GENE (V Edizione)<br />Zanichelli Editore, 2005<br /><br />Testi di consultazione:<br /><br />H. Lodish et al.<br />MOLECULAR CELL BIOLOGY<br />Freeman, 2005<br /><br />R. Weaver<br />BIOLOGIA MOLECOLARE<br />Mc Graw Hill, 2005<br /><br /><br />Altro materiale didattico è disponibile agli studenti presso http://biotecnologie.unipr.it/cgi-bin/campusnet/home.pl (Corso di "Biologia Molecolare 2: regolazione dell'espressione genica negli eucarioti").
Metodi didattici
Lezioni frontali che prevedono anche la discussione di articoli originali tratti dalla più recente letteratura scientifica del settore.<br />Valutazione mediante prova orale.<br />
Modalità verifica apprendimento
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Altre informazioni
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