ITALIANO

Modelli di Ereditarietà a Singolo Gene. Ereditarietà autosomica e legata al sesso. Dominanza e recessività. Ereditarietà atipiche. Principi di Genetica delle popolazioni. L'equilibrio di hardy-Weinberg. Il mappaggio dei geni. Marcatori molecolari. Mappaggio mediante linkage e linkage disequilibrium. Basi molecolari delle Malattie Genetiche. Emoglobinopatie. Difetti enzimatici. Difetti dei recettori. Difetti delle proteine strutturali. Mutazioni del DNA mitocondriale. Disordini dell'imprinting genomico. Genetica delle Patologie ad Eredità Complessa. Citogenetica e mutazioni cromosomiche. Le Banche dati ed il loro utilizzo mediante metodi bioinformatici.

Thompson & Thompson. Genetica in Medicina. Idelson-Gnocchi
Strachan. Genetica Umana molecolare. Zanichelli

Conoscenze della trasmissione, modificazione ed espressione dei caratteri ereditari dell’uomo e delle popolazioni umane, con particolare riferimento alle patologie genetiche, attraverso lo studio delle metodologie della genetica classica e della genetica molecolare e dei nuovi strumenti bioinformatici.

Al termine del corso lo studente sarà in grado di:

- riconoscere i principali pattern di ereditarietà e predire il rischio di ricorrenza di un fenotipo
- calcolare le frequenze alleliche e genotipiche e verificare l'equilibrio di Hardy-Weinberg
- comprendere le relazioni tra genotipo e fenotipo delle principali malattie genetiche
- comprendere i principali metodi di analisi genetico molecolare e di citogenetica
- interrogare le banche dati genomiche per la ricerca delle mutazioni

Conoscenze impartite nei corsi di Genetica e Biologia molecolare

Il corso è articolato in 50 ore di lezione e 16 ore di esercitazioni pratiche. Gli argomenti del corso saranno trattati con l’ausilio di presentazioni in Power Point, filmati video, esercitazioni numeriche in aula, lettura di articoli scientifici. Le esercitazioni pratiche saranno tenute in aula multimediale e verteranno sull'uso di programmi per l'analisi bioinformatica delle sequenze delle proteine e acidi nucleici

L’esame consiste nel superamento, con una votazione di almeno 18/30, di una prova scritta, della durata di 120 minuti, dove lo studente, attraverso 30 domande a scelta multipla, dovrà applicare le conoscenze acquisite sulle modalità di trasmissione ereditaria dei caratteri nell'uomo, sul calcolo delle frequenze alleliche e genotipiche e sulla genetica molecolare delle principali patologie genetiche. Il superamento della prova scritta è propedeutico all’esame orale.

L’esame orale è volto a valutare la capacità di ragionamento e di collegamento tra i vari argomenti del corso ed è costituito da domande sulla genetica molecolare delle principali patologie genetiche. Saranno, inoltre, discussi gli aspetti pratici e teorici delle esercitazioni di bioinformatica sull’analisi delle sequenze. La valutazione finale sarà espressa in trentesimi e terrà conto dell’esito della prova orale (50%) e della prova scritta (50%).

lo studente è data la possibilità di sostenere una prova scritta di autovalutazione in itinere, strutturata in modo analogo all’esame scritto, ma limitata al programma svolto, con successiva correzione in aula. Potrà avvalersi della presenza di un esercitatore a cui gli studenti potranno chiedere chiarimenti e proporre la risoluzione di esercizi. Lo studente potrà avvalersi del materiale didattico (dispense, esercizi, ecc.) messo adisposizione dal docente durante il corso.
Il docente è disponibile per ricevimento studenti nei giorni indicati sulla scheda insegnamento e su richiesta inoltrata via email.

Modelli di Ereditarietà a Singolo Gene. Ereditarietà autosomica recessiva. L’equilibrio di Hardy-Weinberg. Calcolo delle frequenze alleliche e genotipiche. Consanguineità. Omozigosità per discendenza Isolati genetici. Deriva genetica ed effetto del fondatore. Ereditarietà autosomica dominante. Penetranza, espressività, pleiotropia. Nuove mutazioni. Fenotipi limitati al sesso. Ereditarietà legata all’X. Compensazione della dose genica. Inattivazione non-random. Ereditarietà atipiche. Imprinting genomico. Disomia Uniparentale. Mosaicismo. Ereditarietà mitocondriale.
Il mappaggio dei geni. I marcatori genetici. Mutazioni e Polimorfismi. RFLP. Mcrosatelliti. SNPs. Analisi di linkage e LOD score. Esempi di mappature geni malattia mediante linkage. Mappatura mediante Linkage Disequilibrium. Il clonaggio posizionale. Lo SNP-array e le analisi di associazione estese all’intero genoma. Mappaggio fisico. Mappatura mediante analisi cromosomica. Metodo degli ibridi somatici. La FISH.
Basi molecolari delle Malattie Genetiche I. Mutazioni da perdita di funzione, acquisto di funzione, acquisizione nuova proprietà, espressione ectopica. Stadi ai quali le mutazioni possono alterare la funzione di una proteina. Le Emoglobinopatie. Struttura e funzione delle emoglobine normali e dei loro geni. Varianti strutturali. Emoglobine con nuove proprietà fisiche. Il polimorfismo bilanciato. Emoglobine instabili. Emoglobine con alterato trasporto dell’O2. Varianti con fenotipo talassemico. Le Talassemia alfa e beta. Tipi di difetti molecolari e di varianti cliniche. Eterozigoti composti. Persistenza ereditaria dell’Emoglobina Fetale.
Basi molecolari delle Malattie Genetiche II. Classi di proteine associate a malattie monogeniche. Eterogeneità allelica, di locus e clinica. Difetti enzimatici. Loss of function e gain of function. Disordini da accumulo lisosomiale. Mucopolisaccaridosi. Malattia delle Cellule I. Alterato legame o metabolismo dei cofattori. Deficit di Inibitori. Deficit di alfa-1 antitripsina. Fibrosi cistica. Difetti nei recettori. Ipercolesterolemia familiare. Difetti proteine strutturali. Distrofia muscolare di Duchenne e Becker. Difetti del Collagene. Osteogenesi Imperfetta. Disordini da espansioni di triplette. Premutazione e anticipazione. Malattie del DNA mitocondriale. Disordini dell’Imprinting genomico.
Genetica delle Patologie ad Eredità Complessa. Caratteri multifattoriali. Analisi genetica dei tratti qualitativi. Aggregazione familiare. Determinazione del contributo genetico e ambientale. Concordanza tra gemelli monozigoti e dizigoti. Analisi genetica dei tratti quantitativi. Distribuzioni e varianza. Calcolo dell’ereditabilità. Mappatura dei tratti complessi. Analisi di linkage e analisi di associazione. Esempi di malattie multifattoriali. Retinite Pigmentosa Digenica. Malattia di Hirshprung. Diabete Mellito di tipo I. Difetti del tubo neurale. Effetto dell’acido folico.
Citogenetica. Esame del cariotipo. Classificazione dei cromosomi umani. Bande Q. Bandeggio ad alta risoluzione. La tecnica FISH. Sonde locus-specifiche e sonde painting. La tecnica SKY. Anomalie cromosomiche. Anomalie numeriche. Triploidia e tetraploidia. Anomalie strutturali. Riarrangiamenti bilanciati e non bilanciati. Problemi di crossing-over nelle inversioni. Segregazioni anomale nelle traslocazioni. Mosaicismo. Sindrome di Down. sporadica e familiare. Trisomie parziali. Sindromi da microdelezioni. Anomalie dei cromosomi sessuali. Inattivazione non random dell’X. Sindrome di Klinefelter. Sindrome di Turner.
Metodiche per la Diagnostica genetica. Metodi basati su ibridazione di oligonucleotidi. Metodi enzimatici. Metodi elettroforetici. Metodi cromatografici. MLPA. Metodi per l’analisi della metilazione. Micro-arrays. Next-generation sequencing.
Bioinformatica. Database del DNA e delle proteine. Programmi per l’analisi delle sequenze. Genome browsers. Banche dati mutazioni.

Italian

Inheritance patterns of single-gene traits. Principles of Population Genetics. Gene mapping. Molecular bases of genetic diseases. Genetix of Complex Diseases. Citogenetics. Molecular Databases and their use through bioinformatic tools.

Thompson & Thompson. Genetics in Medicine. Elsevier
Strachan. Human Molecular Genetics. CRC Press

The aim of this course is to teach the principles of transmission, modification and expression of heritable traits in human beings and populations, through the study of the methods of Mendelian Genetics and Molecular Genetics and the use of modern bioinformatic tools.

At the end of the course, the student will be able to:

- recognize the main inheritance patterns and predict the recurrence risk of phenotypes in the family
- calculate allele frequency and genotype frequency and determine if a population is in equilibrium for a particular gene
- understand the relationship between genotype and phenotype for main genetic diseases
- understand main methods of molecular genetics and citogenetics analysis
- query a genomic database to search for mutations of a gene or disease

Basic principles of Genetics taught during the courses of Genetics and Molecular Biology

The course consists of 50 hours of lectures and 16 hours of practical training. Topics will be described with the use of Power Point presentations, videos, numerical exercises, reading of scientific articles. Skills on the use of softwares for bioinformatics analysis of protein and DNA sequences will be taught in computer room.

Exercises, written/oral final exam.
The teacher is available for receiving the students in the days indicated on the teaching card and on request forwarded via email.