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BIOLOGIA MOLECOLARE E CELLULARE

Corso di laurea magistrale

Piano di Studi


Primo anno

  • Biologia Molecolare 2 (6 cfu)

    • Conoscenza dei meccanismi che controllano l’espressione genica a livello trascrizionale e post-trascrizionale negli eucarioti. Studio delle strategie sperimentali che hanno permesso la comprensione dei meccanismi molecolari trattati.

      Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti Ruolo della cromatina. Trasporto nucleo-citoplasmatico di mRNA, RNA editing, RNA interference, microRNA, controllo della stabilità, della traduzione e della localizzazione degli mRNA. Segnali e meccanismi di localizzazione per proteine nucleari, di membrana e secrete. Tecniche utilizzate nell’analisi del controllo post-trascrizionale dell’espressione genica.
  • Corso avanzato di Biologia Cellulare (6 cfu)

    • Il corso si propone di approfondire importanti aspetti della biologia della cellula eucariotica.
      In particolare verranno trattati i meccanismi molecolari che regolano il ciclo cellulare, l’ invecchiamento e la morte cellulare programmata e le alterazioni di queste funzioni in cellule tumorali. Verranno inoltre affrontati aspetti relativi alla struttura e funzione della matrice extracellulare ed ai fenomeni di adesione e migrazione cellulare.
  • Microbiologia molecolare (6 cfu)

    • Obiettivi del corso: Acquisizione delle basi teoriche di metodologie molecolari applicabili alla generazione di ceppi ricombinanti, rilevamento di microrganismi e dei loro rapporti filogenetici, produzione di nuove molecole e vaccini ricombinanti.

      Scopo del corso è fornire le nozioni teorico-pratiche di metodologie molecolari microbiologiche. Verranno approfondite: (i) basi molecolari del trasferimento genico e generazione di ricombinanti; (ii) criteri di sistematica molecolare dei microrganismi ed analisi delle loro relazioni filogenetiche; (iii) sistemi molecolari innovativi per la rilevazione di batteri, virus e funghi da campioni biotici e non. Strategie per la produzione di farmaci antimicrobici e vaccini ricombinanti.
  • Stem cells (6 cfu)

    • Introduction
      Main features of stem cells. Self-renewal and differentiation. Asymmetric and symmetric cell divisions. Transit amplifying cells. Totipotency, pluripotency and multipotency. Generalities and applications of stem cells. Molecular mechanics driving cell differentiation at the morula stage. Cell fate decision leading to trophectoderm, primitive endoderm and epiblast: the role of transcription factors.
      Embryonic Stem Cells (ESCs)
      Origin of ESCs. The ESC ability to self-renew and to produce differentiated cells is controlled by dynamic interplays between epigenetic, extrinsic signaling, transcriptional and post-transcriptional regulations. Molecular details of pluripotency: OCT4, SOX2, NANOG. LIF signaling pathway. A KLF core regulates self-renewal of ESCs. Cooperative lineage restriction by BMP4/Id and LIF/STAT3. ESCs and regulation of the cell cycle. Differentiation of ESCs.
      Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs)
      Introduction to induced pluripotency. Yamanaka discovery: first generation of iPSCs (2006). The second generation of iPSCs. iPSCs without c-Myc. New methods for iPSC generation: Thomson contribution (2007). Improving the speed and efficiency of iPSC generation. Reprogramming with Vitamin C. Transgene-free iPSCs. Genetic reprogramming vs. chemical reprogramming. Disease modeling. Development of pluripotent stem cell-based therapies.
      Adult Stem Cells
      Role of stem cells in adult tissues. Concept of niche. Mesenchymal and hematopoietic stem cells. Epidermal stem cells, limbal stem cells of the corneal epithelium. Intestinal stem cells. Neural stem cells. Identification and function of quiescent and activated stem cells in selected tissues. Role of extrinsic and intrinsic factors in adult stem cells. Generation of organoids. Therapeutic approaches.

  • Analisi Genetiche e Genomiche (6 cfu)

    • Imparare i metodi di indagine genetica e approfondire i metodi di analisi del genoma. Il corso ha anche come obiettivo quello di aiutare a riflettere sull’importanza e sul significato della variabilita’ genetica.

      Il corso si incentra prevalentemente sui metodi di analisi molecolare per l’amplificazione, la genotipizzazione e lo studio del DNA, sui metodi di indagine della suscettibilita’ genetica e sul significato della variabilita’ genetica (prevalentemente applicata all’uomo).
  • Biologia molecolare e cellulare delle piante (6 cfu)

    • Il corso si propone di fornire conoscenze di tipo molecolare relativamente alle cellule e agli organismi vegetali. Verranno, inoltre fornite indicazioni sulle principali metodiche di manipolazione dell’espressione genica e di colture vegetali.

      Colture di cellule e tessuti vegetali e loro vie potenziali di crescita e differenziamento: induzione, mantenimento e caratterizzazione del callo e di sospensioni cellulari. Colture di protoplasti ed ibridazione somatica. Vari metodi di trasferimento genico. Geni marcatori e geni reporter. Proteine ricombinanti. Miglioramento genetico delle piante: pratiche convenzionali e tecnologia del DNA ricombinante.
  • Biostatistica (6 cfu)

    • Il corso introduce lo studente alle metodiche relative all’acquisizione, archiviazione, analisi e rappresentazione dei dati nell’ambito delle scienze biologiche. Dopo un parte introduttiva sui concetti alla base della raccolta delle informazioni scientifiche, il corso permetterà l’acquisizione delle norme basilari per la creazione di un archivio di dati.
      In seguito gli studenti potranno fare proprie le principali misure di tendenza centrale e dispersione di una distribuzione di dati, imparandone gli aspetti teorici e le conseguenze in contesti applicativi. Mediante l’ausilio di casi di studio proposti dal docente o dagli studenti stessi, questi potranno condurre esercitazioni finalizzate alla descrizione dei dati e alla loro rappresentazione. In una seconda fase, gli studenti apprenderanno la logica della verifica inferenziale e i principali test statistici parametrici e non parametrici per il confronto tra campioni (dipendenti e indipendenti), oltre ai confronti tra frequenze e alle misure di associazione tra serie di misurazioni.

  • Bioinformatica (3 cfu)

    • Il corso si propone di far apprendere l’uso dei principali strumenti bioinformatici di ausilio alla ricerca in biologia molecolare.

      Elementi di Teoria dell’informazione e di teoria algoritmica dell’Informazione. Bioinformatica orientata alle sequenze: banche dati di sequenze, ricerche per soggetto, allineamenti e multiallineamenti, ricerche per omologia. Banche dati di sequenze genomiche. Analisi di sequenze genomiche (predizioni di sequenze coding, di introni, di sequenze regolatrici). Bioinformatica orientata alle strutture: rapporto struttura/funzione nelle proteine, predizione di strutture IIarie, predizione di strutture IIIarie, banche dati strutturali. Bioinformatica orientata alle funzioni: banche dati funzionali (genomica funzionale, proteomica), reti di controllo genico, reti metaboliche.
  • Biologia della riproduzione (3 cfu)

    • Il corso si propone di illustrare gli eventi cellulari e molecolari che regolano la riproduzione, esaminati in diversi organismi modello con particolare riguardo ai Vertebrati ed anche all’uomo. Le basi molecolari della determinazione del sesso, dello sviluppo dell’apparato riproduttore e dei fenomeni di fecondazione verranno trattate anche con attenzione a problematiche applicative come la fecondazione in vitro.

      Meccanismi molecolari di specificazione delle cellule germinali, analizzati in differenti organismi modello. Segregazione asimmetrica di determinanti della linea germinale. Aspetti molecolari della migrazione delle PGC (cellule germinali primordiali). Riprogrammazione epigenetica durante lo sviluppo precoce di Mammiferi: demetilazione attiva e passiva. Regolazione genica della determinazione del sesso in Drosophila, Caenorhabditis elegans, Xenopus e Mammiferi, uomo incluso. Apparato riproduttore maschile e femminile. Ovogenesi e spermatogenesi. Regolazione ormonale della gametogenesi e della fecondazione. Aspetti applicativi: tecniche di fecondazione assistita.

  • Biochimica cellulare (9 cfu)

    • Il principale obbiettivo formativo sarà lo studio degli aspetti molecolari dei meccanismi cellulari con particolare attenzione alla funzione svolta dalle proteine.
      Il corso, che presuppone buone conoscenze di base sulla struttura e funzione delle proteine e sull'organizzazione delle cellule eucariotiche, prenderà in esame anche aspetti strutturali associati alla funzione delle proteine. Speciale rilievo verrà dato allo studio del metabolismo cellulare ed alla regolazione dei sistemi di risposta cellulare nei confronti di stimoli esterni in condizioni sia fisiologiche che patologiche.

  • Secondo anno

  • Ulteriori conoscenze linguistiche (inglese) (3 cfu)

    • L'obiettivo è di aver acquisito ulteriori conoscenze linguistiche di una lingua della comunità europea (Inglese) che permettano allo studente di scrivere e parlare fluentemente.
  • Genetica Molecolare (6 cfu)

    • Il corso si propone di consolidare le conoscenze sulla funzione dei geni e l'importanza che rivestono nel controllo della stabilità dell'informazione genetica e come tali meccanismi siano stati caratterizzati. Sarà approfondito l’aspetto genetico-molecolare di alcuni argomenti già trattati a livello più elementare nel corso di Genetica (mutazione, ricombinazione, riparazione del DNA e meccanismi epigenetici) facendo riferimento, in particolare, a come tali processi modulino l’espressione genica. Per alcuni dei processi molecolari di cui sopra, si porrà particolare attenzione alla funzione svolta da alcuni geni-chiave di rilevante importanza per l'uomo. In aggiunta, verranno proposti e discussi alcuni recenti lavori della letteratura scientifica che riguardano un particolare e specifico aspetto di una delle tematiche trattate.
  • Scelta libera (9 cfu)

    • Le attività consigliate sono quelle del gruppo GR1, per altre scelte devono essere approvate dal consiglio di corso di studio.
  • 45 cfu a scelta nel gruppo Gruppo

    • Tesi di Laurea Magistrale
    • Tesi di Laurea Magistrale B (20 cfu)

      • L’Attività prevede un tirocinio ed un internato di tesi. L'internato di tesi prevede la stesura di una tesi di laurea magistrale che descrive un lavoro sperimentale originale svolto dallo studente sia durante il tirocinio che nel periodo successivo seguito da un relatore (scelto dallo studente tra i membri del consiglio di corso di laurea o di altre strutture convenzionate) e da due correlatori (assegnati dal consiglio di corso di laurea).
    • Tesi di Laurea Magistrale A (45 cfu)

      • L’attività formativa prevede la stesura di una tesi di laurea magistrale che descrive un lavoro sperimentale originale svolto dallo studente seguito da un relatore (scelto dallo studente tra i membri del consiglio di corso di laurea o di altre strutture convenzionate) e da due correlatori (assegnati dal consiglio di corso di laurea).
    • Tirocinio (25 cfu)

      • L’attività formativa prevede un tirocinio di 25 CFU propedeutico alla tesi di laurea da svolgersi sotto la guida di un tutor interno che sarà anche relatore della tesi.

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