Scuola di Farmacia e Nutraceutica
Università Magna Graecia di Catanzaro
Università Magna Graecia di Catanzaro
Le scienze “omiche” permettono lo studio globale delle macromolecole nei sistemi biologici. Partendo dalle basi della genetica, il corso affronterà le principali tecnologie sviluppate per l’analisi “omica” degli acidi nucleici.
Verranno descritti i meccanismi della normale trasmissione dei caratteri genetici e la loro alterazione nelle patologie. Sarà, inoltre, approfondita, la regolazione degli acidi nucleici nelle nostre cellule e i meccanismi molecolari responsabili della sua alterazione nelle malattie.
Verranno esaminate le principali tecnologie “omiche” sviluppate per lo studio degli acidi nucleici, le possibili applicazioni in campo scientifico e clinico. Il corso descriverà le basi bioinformatiche dell’analisi dei dati di sequenziamento di nuova generazione, la loro raccolta in banche dati e la loro fruibilità mediante tools disponibili sul web.
| Modulo e/o Codocenza | Docente | CFU |
|---|---|---|
| Modulo di Genetica | Vincenzo Dattilo | 6 |
| Modulo di Patologia Generale | Giuseppe Viglietto | 1 |
| Modulo di Patologia Generale | Carmela De Marco | 3 |
| Modulo di Patologia Generale | Gianluca Santamaria | 2 |
Scuola di Farmacia e Nutraceutica - Data stampa: 27/04/2024
L’obiettivo principale del corso è rendere lo studente capace di affrontare con visione critica lo studio delle scienze “omiche” dedicate principalmente agli acidi nucleici. Lo studente dovrà avere un quadro completo delle basi genetiche dell’ereditarietà, del tipo di alterazioni a cui può essere soggetta e di come si traduca in malattia.
Sarà, inoltre, capace di argomentare relativamente alle principali piattaforme di sequenziamento ad alta processività di nuova generazione, delle loro possibili applicazioni, dei loro vantaggi e svantaggi. Lo studente riuscirà a comprendere gli approcci computazionali adottati per l’analisi, l’interpretazione e la consultazione dei dati “omici”.
Programma del Modulo di Patologia Generale
Genomica e post Genomica
Sequenziamento di nuova generazione (NGS): dalla prima alla quarta generazione (procedure sperimentali, applicazioni, vantaggi e svantaggi).
Trascrittomica
Metagenomica
Epigenetica ed Epigenomica/Epitrascrittomica
Il DNA circolante
Il ruolo della bioinformatica nel sequenziamento
Evoluzione ed applicazioni dell’NGS
Programma del Modulo di Genetica
Introduzione alla genetica
Le basi scientifiche delle leggi di Mendel: principio della dominanza, della segregazione e dell’assortimento indipendente.
Metodi di determinazione delle classi genotipiche e fenotipiche: il quadrato di Punnett e lo schema ramificato. Il test cross. Le regole della probabilità e il test del chi-quadrato.
Eccezioni ai principi Mendeliani
Gli alleli multipli, la codominanza e la dominanza incompleta.
L’interazione di geni: epistasi recessiva, epistasi dominante, epistasi doppia recessiva, epistasi doppia dominante e soppressione genica.
Penetranza ed espressività.
La ricombinazione genetica per l’identificazione di geni concatenati.
Mappatura genetica: il reincrocio a due punti e a tre punti.
Organizzazione del Genoma umano e origine delle varianti genetiche
DNA genomico e DNA mitocondriale.
Tipologie di sequenze che compongono il genoma (codificanti, regolatrici e ripetute).
I polimorfismi e loro applicazioni.
Le mutazioni e loro classificazioni. Le mutazioni geniche: cause e nomenclatura.
Meccanismi di riparazione del danno al DNA.
Anomalie cromosomiche e varianti strutturali
Organizzazione molecolare dei cromosomi.
Variazione della struttura e numero di cromosomi.
Il cariotipo e metodi di citogenetica tradizionale (bandeggio) e molecolare (FISH e array-CGH).
Significato funzionale delle mutazioni
Le mutazioni da perdita di funzione: delezione o rottura di un gene, alterazione del promotore e degli enhancer, mutazioni nei siti di splicing, mutazioni frameshift, mutazioni nonsenso, mutazioni missenso.
Predizioni in silico degli effetti dei cambiamenti missenso.
Mutazioni che portano a dominanza negativa.
Le mutazioni da acquisto di funzione: mutazioni missenso, CNV e riarrangiamenti cromosomici. Le mutazioni dinamiche e l’instabilità degli elementi ripetuti.
La genetica dei caratteri ereditari
Basi genetiche dei caratteri monogenici, poligenici e multifattoriali. Principali modalità di trasmissione dei caratteri mendeliani. Complicazioni dei modelli di trasmissione mendeliana: espressività variabile, penetranza incompleta, penetranza dipendente dall’età, mosaicismo e chimerismo. La genetica dei caratteri complessi.
Genetica di popolazioni
Le frequenze genotipiche e le frequenze alleliche.
La legge di Hardy-Weinberg.
Le frequenze degli aplotipi e il Linkage Disequilibrium.
Variazioni nelle frequenze alleliche tra popolazioni. Isolati genetici.
Malattie complesse: identificazione di geni di suscettibilità
Marcatori genetici e lod score. Ereditabilità dei caratteri complessi: grado di familiarità, concordanza nei gemelli, studi sulle adozioni. Analisi di linkage non parametrico. Studi di associazione genome-wide (GWAS). Linkage disequilibrium e odds ratio. Ereditabilità mancante.
Basi genetiche nella risposta ai farmaci
Farmacogenetica e farmacogenomica.
Varianti in geni responsabili del metabolismo, del trasporto e del meccanismo d’azione dei farmaci. La farmacogenetica nella medicina di precisione e nella pratica clinica.
Tecnologia del DNA ricombinante
Clonaggio del DNA: endonucleasi di restrizione e DNA ligasi, vettori di espressione, mutagenesi sito-specifica, espressione transgenica transiente e stabile in cellule eucariotiche, analisi di espressione genica, costruzione di minigenes, generazione di vettori lentivirali. Metodi di genotipizzazione.
Genetica del cancro
I tumori ereditari e quelli sporadici. Mutazioni drivers e mutazioni passengers. Oncogeni ed oncosoppressori: tipologie di mutazioni attivanti e di mutazioni da perdita di funzione. Esempi di tumori ereditari: il Retinoblastoma e la sindrome Li-Fraumeni.
Il tempo stimato è di 300 ore, di cui 96 di attività frontali e 204 di studio individuale.
Lezioni frontali, problem solving, esercitazioni.
Libri di testo
Ulteriori letture consigliate per approfondimento
Articoli scientifici forniti dai docenti.
Altro materiale didattico
Diapositive o dispense scaricabili dal sito
Seminari, webinar, incontri con tutor da definire in itinere.
La frequenza al CdLM in Biotecnologie Molecolari per la Medicina Personalizzata non è obbligatoria, come indicato nel regolamento didattico del CdLM in Biotecnologie Molecolari per la Medicina Personalizzata all’art.10 consultabile al link https://web.unicz.it/admin/uploads/2022/08/regolamento-didattico-biomolmp.pdf
Le modalità generali sono indicate nel regolamento didattico del CdLM in Biotecnologie Molecolari per la Medicina Personalizzata all’art.14 consultabile al link di cui sopra.
Le modalità generali sono indicate nel regolamento didattico di Ateneo all’art.22 consultabile al link
http://www.unicz.it/pdf/regolamento_didattico_ateneo_dr681.pdf
La prova di verifica del profitto prevede il superamento di prove in itinere e/o esame orale finale.
I criteri sulla base dei quali sarà giudicato lo studente sono:
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Conoscenza e comprensione argomento |
Capacità di analisi e sintesi |
Utilizzo di referenze |
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Non idoneo |
Importanti carenze. Significative inaccuratezze |
Irrilevanti. Frequenti generalizzazioni. Incapacità di sintesi |
Completamente inappropriato |
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18-20 |
A livello soglia. Imperfezioni evidenti |
Capacità appena sufficienti |
Appena appropriato |
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21-23 |
Conoscenza routinaria |
E’ in grado di analisi e sintesi corrette. Argomenta in modo logico e coerente |
Utilizza le referenze standard |
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24-26 |
Conoscenza buona |
Ha capacità di a. e s. buone gli argomenti sono espressi coerentemente |
Utilizza le referenze standard |
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27-29 |
Conoscenza più che buona |
Ha notevoli capacità di a. e s. |
Ha approfondito gli argomenti |
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30-30L |
Conoscenza ottima |
Ha notevoli capacità di a. e s. |
Importanti approfondimenti |