- Oggetto:
- Oggetto:
Biologia molecolare vegetale (Anno Accademico 2016/2017)
- Oggetto:
Plant Molecular Biology
- Oggetto:
Anno accademico 2016/2017
- Codice dell'attività didattica
- INT0797
- Docente
- Prof. Luisa Lanfranco
- Corso di studi
- [f056-c502] LM - Biotecnologie vegetali
- Anno
- 1° anno
- Tipologia
- B - Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- BIO/01 - botanica generale
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
- Nessuno / None
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire le conoscenze sui meccanismi molecolari alla base di alcune attività cellulari nei sistemi vegetali. In particolare, verranno fornite conoscenze sulle caratteristiche dei genomi nucleari, mitocondriali e plastidiali e sulle attività di regolazione dell'espressione genica.
Deep knowledge on the features of plant genomes (nuclear, mitochondrial and plastid DNAs) and on the regulation of gene expression.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
- Competenze culturali nel settore biomolecolare (organizzazione del genoma e regolazione dell'espressione genica) e preparazione scientifica avanzata a livello morfologico/funzionale e cellulare/molecolare dei sistemi vegetali
- Competenze applicative in riferimento al metodo scientifico di indagine, alla capacità di eseguire un protocollo sperimentale per un'analisi molecolare su acidi nucleici (in particolare un’analisi di espressione genica)
- Competenze nella valutazione, interpretazione e rielaborazione di dati di letteratura
- Capacità di illustrare i risultati della ricerca e di lavorare in gruppo
Advanced knowledge on molecular mechanisms at the bases of some cellular actvities in plant systems (genome organization and regulation of nuclear and organellar gene expression).
Skills on experimental methods for the analysis of nucleic acids (in particular gene expression).
Autonomy in the evaluation and elaboration of literature data
Skills to present data, ability to work in a team
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Il corso consiste di 48 ore di lezione frontale e 12 ore dedicate a attività di laboratorio. Per le lezioni frontali il docente si avvale di presentazioni e slide che sono a disposizione degli studenti. Sono previste presentazioni da parte degli studenti di pubblicazioni scientifiche inerenti gli argomenti trattati.
The course consists of 48 hours of lectures and 12 hours devoted to laboratory work. For lectures the teacher makes use of presentations and slides that are available to students. Students will be asked to give oral presentations on selected scientific publications.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame finale è un colloquio orale che prevede di affrontare almeno 2 temi tra quelli trattati nelle lezioni teoriche in cui il docente si avvarrà di domande specifiche volte a verificare la capacità di ragionamento e di collegamento tra le conoscenze acquisite. Un'ulteriore domanda verterà sugli approcci sperimentali di analisi dell'espressione genica presentati a lezione e durante le esercitazioni in laboratorio.
The final exam is an oral exam on at least two topics among those presented during the theoretical lessons. The interview includes the verification of the ability to make connections between the knowledge acquired. A further question will concern the experimental approaches for the analysis of gene expression presented during lectures and practical training.
- Oggetto:
Programma
Area di formazione generale
L’informazione genetica nella cellula vegetale.
Il genoma nucleare; la struttura del gene nelle piante - confronto con organismi animali e fungini-. Il fenomeno della poliploidia. Le sequenze ripetute; l’organizzazione di centromeri e telomeri. Gli elementi trasponibili. I progetti genoma nel Regno Piante: sintenia e colinearità, considerazioni di carattere evolutivo. Il trasferimento genico orizzontale.
I genomi degli organelli
DNA mitocondriale (evoluzione, struttura, organizzazione; il fenomeno della CMS)
DNA plastidiale (evoluzione, struttura, organizzazione, ruolo nelle biotecnologie -plastid genetic engineering-).
Il trasferimento genico tra organelli. L’espressione genica negli organelli, l’RNA editing.
Area biologico-molecolare
Il controllo dell'espressione genica: elementi cis e trans (le famiglie di fattori trascrizionali); cenni sui piccoli RNA. Meccanismi epigenetici di controllo dell'espressione genica: metilazione del DNA, modificazioni a carico delle proteine istoniche; chromatin modelling proteins.
Tecniche di analisi dell’espressione genica (Northern blot, RT-PCR semi-quantitativa e quantitativa); studio dell’espressione genica in tipi cellulari specifici: ibridazione in situ; piante transgeniche che esprimono costrutti di fusione promotore/gene reporter; la microdissezione laser. Approcci sperimentali per la caratterizzazione di fattori trascrizionali: gel shift, Chromatin immunoprecipitation (ChIP).
Presentazione da parte degli studenti e discussione di pubblicazioni scientifiche inerenti gli argomenti trattati.
Esercitazioni
Estrazione di RNA, analisi quali- e quantitativa, reazione di RT-qPCR. Microdissezione laser.
General formation area
The genetic information in the plant cell.
The nuclear genome; gene structure in plants (comparison with fungi and animals). Polyploidy. Repeated sequences (organization of centromeres and telomeres). Transposable elements.
Genome projects in the Plant kingdom: sinteny and colinearity, evolutionary aspects. Horizontal gene transfer.
The genomes of organelles
Mitochondrial DNA (evolution, structure, organization, the cytoplasmic male sterility -CMS-)
Plastid DNA (evolution, structure, organization, role in biotechnology -plastid genetic engineering-).
Gene transfer between organelles. Gene expression in plant organelle genomes; RNA editing.
Biological and molecular area
Regulation of gene expression: cis elements, trans elements (family of transcription factors); small RNAs. Epigenetic mechanisms (DNA methylation, modification of histones; chromatin remodelling proteins)
Techniques for targeted gene expression analysis (Northern blot, RT-PCR semi-quantitative and quantitative); cell-type specific gene expression analyses: in situ hybridization; transgenic plants (promoter/gene reporter fusion construct); laser microdissection. Experimental approaches to characterize transcription factors: gel shift, Chromatin immunoprecipitation (ChIP).
Signal transduction: overview of main components;receptors, membrane microdomain; second messangers (cyclic nucleotides, reactive species of oxygen and nitrogen).
Oral presentation and discussion of scientific publications by students.
Practical training
RNA extraction, quali- and quantitative analysis, RT-qPCR reaction. Laser microdissection.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
G. PASQUA. BIOLOGIA CELLULARE E BIOTECNOLOGIE VEGETALI. 2011 Casa editrice PICCIN ISBN: 978-88-299-2124-9 COD: 1600280
BUCHANAN BB , GRUISSEM W , JONES RL.. BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE DELLE PIANTE 2003, Ed. Zanichelli.
Verranno fornite dal docente pubblicazioni scientifiche tratte da riviste internazionali
G. PASQUA. BIOLOGIA CELLULARE E BIOTECNOLOGIE VEGETALI. 2011 Casa editrice PICCIN ISBN: 978-88-299-2124-9 COD: 1600280
BUCHANAN BB , GRUISSEM W , JONES RL.. BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE DELLE PIANTE 2003, Ed. Zanichelli.
Recent scientific publications from international journals will also be provided.
- Oggetto: