Docente

prof agr. Renata Lonigro ( renata.lonigro@uniud.it)

Crediti

9 CFU

Obiettivi formativi specifici

Il I Modulo si propone di approfondire le basi molecolari della trasmissione dei caratteri e l’organizzazione dei geni nei genomi assieme alle metodiche per la loro analisi. In particolare per il primo aspetto si concentrerà sull’analisi dei geni  a livello delle popolazioni e macroevolutivo e sull’analisi dei geni che sottostanno a caratteri complessi e quantitativi. Per il secondo aspetto invece si affronteranno l’organizzazione e la struttura del genoma in eucarioti animali e vegetali, i metodi e le strategie per il sequenziamento dei genomi e dei trascrittomi, le metodiche per l’identificazione ed analisi dei polimorfismi genetici, la costruzione di mappe genetiche e la genomica comparata. Il modulo inoltre si propone di introdurre lo studente alle metodiche e gli strumenti informatici e statistici per l’analisi dei genomi e delle sequenze di DNA e per l’analisi genetica con una particolare attenzione alle tecnologie di sequenziamento del DNA di nuova generazione ed ai problemi informatici correlati al loro utilizzo. Le esercitazioni di laboratorio saranno usate per consentire agli studenti di acquisire familiarità con gli strumenti sia di genetica molecolare sia informatici necessari per l’analisi della variabilità genetica a livello di sequenza di DNA facendo uso di metodiche di sequenziamento del DANN di nuova generazione.

Il II Modulo si propone di affrontare le tematiche riguardanti latrasmissione dei caratteri ereditari dell’uomo e in particolare si  tratteranno le tematiche riguardanti la trasmissione dei caratteri ereditari dell’uomo con particolare riferimento: i) agli aspetti molecocolari alla base delle malattie ereditarie; ii) alle tecniche di isolamento ed identificazione dei geni malattia dell’uomo; iii) agli aspetti applicativi delle biotecnologie per la diagnosi e prevenzione delle malattie ereditarie. Far comprendere allo studente gli aspetti tecnici più problematici e la richiesta di innovazione tecnologica che accompagnano: la diagnosi molecolare di patologie a base genetica e quindi ereditarie; l’individuazione di portatori sani di mutazione; la necessità e possibilità di interventi terapeutici per patologie ereditarie.

Contenuti del corso

Il corso tratta le tematiche riguardanti la trasmissione dei caratteri ereditari dell’uomo con particolare riferimento: i) agli aspetti molecocolari alla base delle malattie ereditarie; ii) alle tecniche di isolamento ed identificazione dei geni malattia dell’uomo; iii) agli aspetti applicativi delle biotecnologie per la diagnosi e prevenzione delle malattie ereditarie.

Programma

Modulo 2 (CFU 3 Prof agr. Renata Lonigro)

Di cosa si occupa la Genetica Umana – Genetica e Medicina

Classificazione delle malattie a base genetica:

Monofattoriali e multifattoriali

Gli alberi genealogici nella valutazione dell’ereditarietà dei caratteri dell’uomo:

eredità autosomica dominante e autosomica recessiva

eredità X-linked dominante ed X-linked recessiva

Analisi di linkage e polimorfismi del DNA

Siti marcatori e strategie di clonaggio dei geni umani:

walking e jumping cromosomico

shut-gan sequencing e banche dati nel progetto genoma umano

Genetica molecolare delle principali malattie monofattoriali:

perdita di funzione di una proteina

acquisizione di funzione tossica di una proteina

acquisizione di funzione tossica dell’mRNA

alterato dosaggio genico (duplicazione ed aploinsufficienza)

amplificazione di triplette

alterazione dell’imprinting e disomia uniparentale

Mutazioni del DNA mitocondriale

eteroplasmia ed eredità matrilineare

Tecnologie e strategie applicate alla diagnosi molecolare di malattie ereditarie monogeniche ed ai portatori sani di mutazione (esempi)

RFLP, SSCP e sequenziamento, Strategie di discriminazione allelica: Ibridazione allele-specifica, PCR allele-specifica (ASO), oligonucleotidi, Strategici in PCR, Strategie di dosaggio genico: Real-time PCR ed MLPA (tipologie, applicabilità, vantaggi e limiti delle metodiche), Strategie di sizing: VNTR, southern blot

Cenni di diagnosi prenatale, Cenni di Genetica dei tumori, Mutazioni somatiche e germinali in oncologia umana, Oncogeni, Geni oncosoppressori, Cooperazione oncogenica, Ereditarietà dei tumori, Geni coinvolti nelle principali neoplasie ereditarie

Basi molecolari dello sviluppo embrionale (cenni)

Modelli animali per lo studio del ruolo dei geni nello sviluppo embrionale

Segnali intercellulari, recettori, fattori di trascrizione

Il differenziamento cellulare: meccanismi di trascrizione tessuto-specifica

Geni Hox, Geni Pax, Basi molecolari dello sviluppo degli arti, Basi molecolari della cariogenesi

Attività di Laboratorio

- Estrazione di DNA genomico da linee cellulari in coltura (HeLa o CD5A o CE11560).

- Diverse metodchei di quantificazione del DNA a confronto: valutazione e gestione della qualità di dato.

- Elettroforesi del DNA e controllo di processo.

- Digestione enzimatica del DNA genomico estratto e di un plasmide con enzima di restrizione a sei basi.

- Visualizzazione di bande e smear genomico mediante elettroforesi su gel d’agarosio.

- Applicazione diretta di una delle strategie di diagnosi molecolare illustrate nelle lezioni frontali e in particolare: discriminazione allelica di singola point-mutation per PCR con oligonucleotidi strategici, digestione enzimatica ed elettroforesi su gel d’agarosio utilizzando il DNA di soggetti sani di controllo e soggetti affetti da patologia neuromuscolare ereditaria.

- Interpretazione diagnostica dei risultati ottenuti.

Bibliografia

Thompson & Thompson – Genetica in Medicina –Idelson-Gnocchi Editore

Jack J. Pasternak – Genetica Molecolare Umana – Zanichelli

Modalità d'esame

L’esame consiste in una prova scritta di massimo n.10 domande, alcune a risposta aperta, altre chiuse a scelta multipla. Saranno argomento d’esame anche le lezioni teorico/pratiche effettuate durante le esercitazioni in laboratorio.

Orario di ricevimento

Da concordarsi con gli studenti all’inizio del corso.

Indirizzo

Dr. Renata Lonigro

Dipartimento di Scienze Mediche e Bilogiche

tel: 0432-494286  fax: 0432-494301

e-mail:renata.lonigro@uniud.it