Corso Integrato Biologia Molecolare e Bioinformatica 9 CFU
Corso Integrato Biologia Molecolare e Bioinformatica 9 CFU Modulo Biologia Molecolare (prof. Loreni) 6 CFU Modulo Bioinformatica (prof. Morozzo Della Rocca) 3 CFU Valutazione modulo Bio Mol Test scritti in itinere Valutazione modulo Bioinfo Da definire Valutazione complessiva Media pesata dei voti nei due moduli
Valutazione modulo Biologia Molecolare • 4 test in itinere (programma parziale) + test finale su tutto il programma • Laboratorio: relazione con idoneità (necessaria per la valutazione) • Opzionale: test di recupero di uno dei 4 test in itinere Voto finale: media dei voti dei test (il test finale vale doppio) Percorso alternativo: orale finale su tutto il programma
Amaldi - Benedetti - Pesole – Plevani BIOLOGIA MOLECOLARE Terza edizione Casa Editrice Ambrosiana Benjamin Lewin, Jocelyn E. Krebs, Elliott S. Goldstein, Stephen T. Kilpatrick Il gene - Seconda edizione compatta 2011 Zanichelli James D. Watson, Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick BIOLOGIA MOLECOLARE DEL GENE Zanichelli
Definizioni • Acidi nucleici: • Gene: molecole che codificano l’informazione genetica. DNA, RNA segmento di DNA che codifica per una catena polipeptidica • Genoma: insieme delle sequenze di DNA di un organismo
Biologia Molecolare • In che modo viene conservato il materiale genetico? • Come viene decodificata l’informazione contenuta nel materiale genetico?
Friedrich Miescher (1844 -1895) The laboratory located in the vaults of an old castle where Miescher isolated nuclein (1879)
Levene working in the lab Levene's laboratory with some of his students (1909). «La natura chimica dei geni è sconosciuta. Essi sono probabilmente proteine, perché gli acidi nucleici consistono di (pochi) blocchi di tetranucleotidi (Levene 1930). Questa struttura semplice li rende improbabili candidati come portatori della grande quantità di informazioni necessarie per agire come geni. »
Strutture del tetranucleotide proposte nel 1935 da Levene e Tips da Takahashi
Esperimento di "trasformazione" batterica: Griffith, 1929 Pneumococco (Streptococcus pneumoniae) S muore R ceppo S ucciso al calore vive R S muore
• Un principio “trasformante” converte il ceppo R in S
Oswald Avery at work in the laboratory, around 1930
Trasformazione di pneumococchi mutanti R in tipo S mediante estratto cellulare
L'esperimento di Avery
L'esperimento di Avery
Alfred Hershey and Martha Chase (1953)
L'esperimento del "frullatore” - Hershey e Chase, 1952 Fagi marcati con P 32 nel DNA e con S 35 nelle proteine infettano i batteri frullatore I capsidi fagici contengono l'80 % del S 35 mentre i batteri infettati contengono il 70 % del P 32 lisi La progenie fagica contiene il 30 % del P 32 e < 1% del S 35
La struttura chimica del DNA
Componenti chimici degli acidi nucleici 2 -deossiribosio ( 2 -deoxyribose ) ribosio purina pirimidina adenina citosina guanina uracile timina
Componenti chimici degli acidi nucleici
Basi, nucleosidi e nucleotidi
Basi, nucleosidi e nucleotidi
Basi, nucleosidi e nucleotidi
Gruppo fosfato in posizione 5’ o 3’ (Purina) 5'- monofosfato (Pirimidina) 3'- monofosfato
Gruppo fosfato in posizione 5' 4' g b a 1' 3' 2' a, b e g
Basi, nucleosidi e nucleotidi Base Nucleoside Nucleotide RNA DNA Adenina Adenosina-5’-fosfato (Acido adenilico) AMP d. AMP Guanina Guanosina-5’-fosfato (Acido Guanilico) GMP d. GMP Citosina Citidina-5’-fosfato (Acido citidilico) CMP d. CMP Timina Timidina-5’-fosfato (Acido timidilico) Uracile Uridina-5’-fosfato (Acido uridilico) d. TMP UMP
B. LEWIN, IL GENE - Edizione compatta, Zanichelli Editore S. p. A. Copyright © 2007
Erwin Chargaff Per primo misurò accuratamente la percentuale dei quattro nucleotidi nel DNA
Composizione in basi del DNA di varie specie Organismo Escherichia coli Mycobact. tuberc. Lievito Bue Maiale Uomo A G C T A/T G/C G+C Py/Pu 26. 0 15. 1 31. 7 29. 0 29. 8 30. 4 24. 9 34. 9 18. 3 21. 2 20. 7 19. 9 25. 2 35. 4 17. 4 21. 2 20. 7 19. 9 23. 9 14. 6 32. 6 28. 7 29. 1 30. 1 1. 08 1. 03 0. 97 1. 01 1. 02 1. 01 0. 99 1. 05 1. 00 50. 1 70. 3 35. 7 42. 4 41. 4 39. 8 1. 04 1. 00 1. 01
La struttura fisica del DNA
Maurice Wilkins (1916 - 2004) Francis Crick (1916 - 2004) Linus Pauling (1901 - 1994) Rosalind Franklin (1920 - 1958) James Watson (1928 )
Diffrazione dei raggi X di fibre di DNA configurazione B Franklin R. E. & Gosling R. , 1953 configurazione A Wilkins M. H. F. , 1956
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