ELEMENTI DI EPIGENETICA ED EPIGENOMICA

Obiettivi formativi

Obiettivi Formativi (risultati di apprendimento attesi) Obiettivi Generali Il corso si propone di introdurre lo studente al tema delle interazioni tra genoma eucariotico e ambiente. Tali interazioni vengono messe in atto da una molteplicità di meccanismi molecolari che permettono all’organismo di rispondere a stimoli ambientali che vanno, nel loro complesso, sotto il nome di Epigenetica. Lo studente acquisirà conoscenze riguardanti: - le varie modalità con cui il genoma eucariotico diventa dinamico per rispondere a stimoli ambientali, modulando conseguentemente i livelli dell’espressione genica; - le principali modificazioni del DNA e della cromatina che sono coinvolte in tale regolazione; - il coinvolgimento nei meccanismi epigenetici di RNA non codificanti; - i principali metodi di studio dei meccanismi epigenetici al livello del singolo gene e al livello genomico (epigenomica); - esempi specifici attraverso i quali viene dettagliata la nozione di “ambiente” (microambiente intra- ed extra-cellulare; ambiente esterno; influenze comportamentali). Obiettivi Specifici Conoscenza e comprensione. Lo studente acquisirà i concetti essenziali e le metodologie utilizzate per lo studio dell’epigenetica e dell’epigenomica. Avrà inoltre modo di esplorare i molti e diversi ambiti in cui la regolazione epigenetica entra in gioco nella vita di tutti gli organismi eucariotici (metabolismo, ambiente esterno, comportamento). Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Essendo il corso prevalentemente teorico, lo studente acquisirà le capacità di comprendere e interpretare i risultati di ricerche inerenti al campo dell’epigenetica e dell’epigenomica. Capacità critiche e di giudizio. Lo studente acquisirà la capacità di valutare e discutere in modo critico aspetti applicativi, approfondendo articoli tecnici presenti nella letteratura scientifica internazionale. Capacità di comunicare quanto si è appreso. Gli studenti, in aula, verranno stimolati a presentare, davanti ai loro colleghi una breve presentazione in formato powerpoint riguardante un lavoro sperimentale proposto dalla docente. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita. Il corso fornirà le conoscenze scientifiche e tecniche (di livello teorico) che costituiscono un dettagliato quadro di riferimento per poter affrontare autonomamente un percorso di apprendimento sperimentale all’interno di un laboratorio di ricerca.

Canale 1
SABRINA DONATELLA SONIA VENDITTI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Organizzazione del genoma eucariotico. Struttura e complessità dei genomi. Sequenze ripetute, polimorfismi. Gradi di compattamento del DNA: il nucleosoma; la fibra da 30nm; strutture di ordine superiore. Struttura della cromatina e attività genica. Epigenetica. Dinamicità della cromatina: modificazioni istoniche, varianti istoniche, codice istonico, sistemi di rimodellamento. Acetilasi e deacetilasi istoniche, metiltrasferasi e demetilasi istoniche. Implicazioni biologiche nella regolazione genica. Domini trascrizionali, isolatori, LCR. Istone deacetilasi di classe III: le Sirtuine e loro ruolo nella regolazione dell’ampiezza di vita in organismi modello (lievito, C. elegans, D. melanogaster, mammiferi). Epigenomica in lievito e nei mammiferi; distribuzione genomica di enzimi modificanti e di modificazioni istoniche, territori cromatinici. Meccanismi epigenetici e inibitori delle deacetilasi istoniche nel cancro. Silenziamento genico: silenzia mento telomerico in lievito ed eterocromatizzazione in cellule superiori. Metilazione del DNA, isole CpG, DNA-metiltrasferasi e proteine che legano il DNA metilato. Imprinting del cromosoma X. Geni Omeotici, complessi Polycomb e complessi Trithorax: eterocromatizzazione e attivazione genica. Long non-coding RNAs, struttura, funzioni ed esempi. Implicazioni nello sviluppo: asimmetria epigenetica nello zigote; modificazioni istoniche nelle fasi embrionali pre- e post-impianto. Organizzazione cromatinica in cellule staminali, domini bivalenti. Regolazione della pluripotenza e del differenziamento in cellule staminali embrionali. Regolazione Epigenetica dei ritmi circadiani. Implicazioni epigenetiche nel metabolismo. Meccanismi epigenetici nelle cure parentali e nel comportamento.
Prerequisiti
Conoscenza degli argomenti fondamentali della Biologia Molecolare, con particolare attenzione ai seguenti argomenti: - Struttura dei genomi eucariotici: sequenze a singola copia e sequenze ripetute di vario ordine - Struttura del nucleosoma e della cromatina - Struttura del nucleo eucariotico.
Testi di riferimento
M. Romani – Epigenetica - Zanichelli Per l’organizzazione e la composizione dei genomi e per la struttura della cromatina e le sue dinamiche, vedere anche: B. Lewin – Il Gene – Edizione Compatta – Zanichelli J.D.Watson et al. – Biologia Molecolare del Gene – VII Edizione – Zanichelli L.A. Allison – Fondamenti di Biologia Molecolare - Zanichelli J. Zlatanova and K.E. vanHolde – Biologia molecolare. Struttura e dinamica di genomi e proteomi - Zanichelli
Frequenza
Le lezioni si svolgeranno due volte a settimana secondo il calendario stabilito per l'A.A. La frequenza del corso è incoraggiata.
Modalità di esame
La valutazione si svolgerà con un colloquio orale sugli argomenti svolti a lezione e presenti nel programma: 100%.
Modalità di erogazione
Nel corso della lezione verranno illustrati tutti gli argomenti del programma. Tramite il supporto di slides in powerpoint, verranno descritti i concetti e presentati esempi relativi, riferendosi prevalentemente ad articoli presenti nella letteratura scientifica. Le slides saranno disponibili in formato pdf sulla piattaforma e-learning.
SABRINA DONATELLA SONIA VENDITTI Scheda docente

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Programma
Organizzazione del genoma eucariotico. Struttura e complessità dei genomi. Sequenze ripetute, polimorfismi. Gradi di compattamento del DNA: il nucleosoma; la fibra da 30nm; strutture di ordine superiore. Struttura della cromatina e attività genica. Epigenetica. Dinamicità della cromatina: modificazioni istoniche, varianti istoniche, codice istonico, sistemi di rimodellamento. Acetilasi e deacetilasi istoniche, metiltrasferasi e demetilasi istoniche. Implicazioni biologiche nella regolazione genica. Domini trascrizionali, isolatori, LCR. Istone deacetilasi di classe III: le Sirtuine e loro ruolo nella regolazione dell’ampiezza di vita in organismi modello (lievito, C. elegans, D. melanogaster, mammiferi). Epigenomica in lievito e nei mammiferi; distribuzione genomica di enzimi modificanti e di modificazioni istoniche, territori cromatinici. Meccanismi epigenetici e inibitori delle deacetilasi istoniche nel cancro. Silenziamento genico: silenzia mento telomerico in lievito ed eterocromatizzazione in cellule superiori. Metilazione del DNA, isole CpG, DNA-metiltrasferasi e proteine che legano il DNA metilato. Imprinting del cromosoma X. Geni Omeotici, complessi Polycomb e complessi Trithorax: eterocromatizzazione e attivazione genica. Long non-coding RNAs, struttura, funzioni ed esempi. Implicazioni nello sviluppo: asimmetria epigenetica nello zigote; modificazioni istoniche nelle fasi embrionali pre- e post-impianto. Organizzazione cromatinica in cellule staminali, domini bivalenti. Regolazione della pluripotenza e del differenziamento in cellule staminali embrionali. Regolazione Epigenetica dei ritmi circadiani. Implicazioni epigenetiche nel metabolismo. Meccanismi epigenetici nelle cure parentali e nel comportamento.
Prerequisiti
Conoscenza degli argomenti fondamentali della Biologia Molecolare, con particolare attenzione ai seguenti argomenti: - Struttura dei genomi eucariotici: sequenze a singola copia e sequenze ripetute di vario ordine - Struttura del nucleosoma e della cromatina - Struttura del nucleo eucariotico.
Testi di riferimento
M. Romani – Epigenetica - Zanichelli Per l’organizzazione e la composizione dei genomi e per la struttura della cromatina e le sue dinamiche, vedere anche: B. Lewin – Il Gene – Edizione Compatta – Zanichelli J.D.Watson et al. – Biologia Molecolare del Gene – VII Edizione – Zanichelli L.A. Allison – Fondamenti di Biologia Molecolare - Zanichelli J. Zlatanova and K.E. vanHolde – Biologia molecolare. Struttura e dinamica di genomi e proteomi - Zanichelli
Frequenza
Le lezioni si svolgeranno due volte a settimana secondo il calendario stabilito per l'A.A. La frequenza del corso è incoraggiata.
Modalità di esame
La valutazione si svolgerà con un colloquio orale sugli argomenti svolti a lezione e presenti nel programma: 100%.
Modalità di erogazione
Nel corso della lezione verranno illustrati tutti gli argomenti del programma. Tramite il supporto di slides in powerpoint, verranno descritti i concetti e presentati esempi relativi, riferendosi prevalentemente ad articoli presenti nella letteratura scientifica. Le slides saranno disponibili in formato pdf sulla piattaforma e-learning.
  • Codice insegnamento1035095
  • Anno accademico2025/2026
  • CorsoBiotecnologie e Genomica per l'industria e l'ambiente
  • CurriculumCurriculum unico
  • Anno2º anno
  • Semestre1º semestre
  • SSDBIO/11
  • CFU6