42894 - BIOLOGIA MOLECOLARE DEL LIEVITO

Conoscenze e abilità da conseguire

Obiettivo del corso è mettere a disposizione conoscenze approfondite su alcuni aspetti cruciali della biologia molecolare della cellula eucariotica, con particolare focus sulla regolazione del ciclo cellulare e sulla secrezione. Quando possibile l'analisi viene completata estendendola agli aspetti che riguardano più nello specifico il lievito Saccharomyces cerevisiae.

Contenuti

Il ciclo cellulare. Caratteristiche generali, fasi. Fenomeni citologici correlati. Restriction points e Checkpoints. Cicline, chinasi, proteine Cks, enzimi ubiquitinanti. Complessi ciclina/chinasi. Struttura e regolazione per fosforilazione.
Checkpoint del danno al DNA. Scelta del meccanismo di riparo. Foci di riparo del DNA. Sensori, adattatori, effettori. Pathway in lievito e mammiferi.
Checkpoint del fuso mitotico. Pathway principale. Interazione Mad2 e Cdc20.
Restriction point e ruolo di Ras.
Ciclo cellulare nei mammiferi. CIcline e chinasi implicate. Attivazione del ciclo ed uscita dalla quiescienza. Transizione G1-S e ruolo di pRB, cicline D ed E. CIP e INK4.
Proteolisi controllata e ciclo cellulare. Proteolisi in G1, Sic1 (p27). Proteolisi in M, APC e sua regolazione. Pds1, Cdc20. Complessi pre-RC e replicazione del DNA. ORC cycle.
MEN, Mitosis Exit Network. FEAR.
Dinamica molecolare della mitosi. Complessi SMC. Coesine, condensine. Separasi e securine nella segregazione dei cromatidi fratelli. Regolazione dei complessi SMC in mitosi e meiosi.
p53: struttura, feedback negativo con Mdm2, ruolo in G1 ed M.
Trasporto attarverso la membrana nucleare. Sequenze di localizzazione nucleare. Ciclo di azione di importine ed esportine. Cenni strutturali. Ruolo di Ran e formazione del gradiente di RanGTP. Ruolo del poro e modello "Oily spaghetti". Export di RNA dal nucleo. Ruolo di Dbp5p.
Fenotipo killer in S.cerevisiae. Genomi e struttura dei virus ad RNA. Sintesi di Gag e Pol, frameshifting. Sintesi, secrezione ed azione delle tossine. Tossina K28: secrezione, endocitosi, immunità.
Prioni come elementi genetici anomali. Fenotipi e meccanismi di azione dei prioni di lievito PSI e URE3. Criteri genetici per la definizione di prione. Basi molecolari della propagazione prionica. Caratteristiche dei domini prionici. Formazione di aggregati in vivo, cinetiche di aggregazione in vitro. La fibra amiloide. Ipotesi di struttura. Propagazione e ruolo di proteine chaperones. Ceppi prionici. Barriere di specie. Ipotesi ed evidenze sperimentali sul superamento delle barriere di specie.
La via secretiva principale della cellula eucariotica. Traslocazione di proteine nel reticolo endoplasmatico ruvido. traslocazione co- e post- traduzionale. Ruolo, struttura e ciclo di azione della Signal Recognition Particle. Aspetti strutturali e funzionali dell'interazione tra SRP, il ribosoma ed il recettore SR. Traslocazione post-traduzionale e ruolo delle chaperonine luminali. Struttura e composizione del complesso del "traslocone". Interazione con proteine solubili e proteine di membrana.
Glicosilazioni. N-glicosilazione come segnale di maturazione della proteina. Sintesi del donatore primario di catene oligosaccaridiche. Ciclo delle lectine dell'ER: calnexina e calreticulina. Erp57. Ruolo dell'enzima Glucosiltransferasi come sensore del folding. Eliminazione di proteine non correttamente ripiegate: ERAD. Concetto di "controllo qualità" delle proteine secrete.
Vie di smistamento delle proteine nella cellula. Smistamento ai lisosomi. Maturazione proteolitica nel golgi della tossina K28. Vescicole di trasporto. Clatrina e altri componenti delle vescicole del TGN. Vescicole COPII. Vescicole COPI. Segnali e cofattori nell'assemblaggio delle diverse vescicole. Indirizzamento e fusione delle vescicole: SNAREs e citoscheletro.
Eredità mitocondriale. Struttura e peculiarità del genoma mitocondriale.
Seminario di approfondimento: meiosi in S. cerevisiae. Ciclo vitale di S. cerevisiae, mating type. Strategie per mantenere lo stato diploide. HO, RE ed ASH1. Sporulazione e meiosi in S.cerevisiae: condizioni sperimentali. Eventi nucleari e citoplasmatici legati alla formazione delle spore. Cenni sulle tecniche di FRAP e FRET.
Case study: studi di complementazione in S.cerevisiae. Cenni sulla maturazione dell'rRNA. Ruolo delle snoRNPs di tipo H/ACA e di Naf1p. ANalisi di una proteina umana in lievito. Analisi delle tetradi in un eterozigote. COmplementazione in un ceppo mutante condizionale. Verifica della complementazione a livello molecolare.

Testi/Bibliografia

La bibliografia viene proposta dal docente durante le lezioni sia in forma cartecea che digitale. Sarà inoltre resa disponibile online sul sito del corso di biotecnologie (http://www.biotecnologie.unibo.it/). La guida all'utilizzo della bilbliografia è costituita dalle diapositive presentate durante le lezioni.

Metodi didattici

Lezioni frontali in aula. Seminari su argomenti specifici.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame scritto composto da domande a risposta chiusa e domande a risposta aperta

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiezione di presentazioni digitali.

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.biotecnologie.unibo.it/

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Mattia Bonoli