Genetica e genomica umana con elementi di bioinformatica

1. Struttura del genoma
Obiettivi: Conoscere la composizione del genoma, la struttura dei geni, delle regioni non codificanti e delle sequenze ripetute. Marcatori genetici. Mappaggio genetico e mappaggio fisico del genoma umano, il Progetto Genoma Umano e sequenziamento del genoma, principi di sequenziamento dell'esoma. Principali tecniche Next Generation Sequencing utilizzate nell'ambito della genomica.

2. Mappaggio geni malattia e polimorfismi del DNA
Obiettivi: Conoscere i principi generali degli approcci utilizzati per il mappaggio di geni malattia, mediante l'identificazione di marcatori genetici e l'analisi di linkage. Aver chiaro i concetti di aplotipo e linkage disequilibrium.
Conoscere le peculiarità dei polimorfismi del DNA: RLFPs, minisatelliti (VNTR), microsatelliti (STR), SNPs e illustrare il loro uso come marcatori genetici.

3. Malattie cromosomiche
Obiettivi: conoscere l'assetto cromosomico umano, la struttura dei cromosomi e i principi per l'analisi del cariotipo. Descrivere le alterazioni del cariotipo: aneuploidie, alterazioni strutturali e poliploidie. Conoscere l'applicazione di tecniche di citogenetica classica e molecolare (FISH e CGHArray). Descrivere i meccanismi di generazione di mosaicismi cromosomico. Illustrare le caratteristiche delle malattie genomiche e i meccanismi correlati alle Copy Number Variations (CNVs).

4. Malattie mendeliane
Obiettivi: conoscere i modelli di trasmissione mendeliana dei caratteri ereditari e interpretare alberi genealogici. Descrivere le eccezioni principali dell'ereditarietà mendeliana (Mutazioni de novo, penetranza incompleta, espressività variabile e mosaicismo germinale). Spiegare i concetti di eterogeneità allelica e genetica. Fornire esempi delle diverse categorie di malattie mendeliane e descrivere i meccanismi molecolari patogenetici associati. Descrizione delle caratteristiche peculiari delle malattie a trasmissione mitocondriale, con alcuni esempi di patologie.
Descrivere le malattie causate da mutazioni dinamiche e i maccanismi molecolari patogenetici alla base, con riferimento a malattie esemplificative di peculiari difetti molecolari.

5. Epigenetica e Imprinting genomico
Riconoscere le caratteristiche della trasmissione di patologie dovute a difetti dell'imprinting genomico. Illustrare i principi della regolazione dell'imprinting, le patologie associate e la disomia uniparentale.
Illustrare i concetti legati alle modificazioni epigenetiche e le interazioni dell'ambiente sul fenotipo attraverso le modificazioni epigenetiche.
Descrivere i test molecolari per evidenziare difetti epigenetici.

6. Determinazione genetica del sesso e Inattivazione del cromosoma X
Obiettivi: Illustrare i meccanismi molecolari e genetici alla base della determinazione del sesso durante l'embriogenesi. Descrivere alcune condizioni di patologie correlate a errori del differenziamento sessuale e meccanismi alla base.
Illustrare il significato biologico dell'inattivazione del cromosoma X e dei meccanismi molecolari che lo determinano e regolano. Descrivere le eccezioni al pattern di inattivazione casuale e le conseguenze fenotipiche per le patologie X-linked.

7. Caratteri Poligenici e multifattoriali
Obiettivi: Aver chiara la differenza tra caratteri monofattoriali e caratteri multifattoriali e metterla in relazione con l'esistenza di una variabilità discontinua e di una variabilità continua. Illustrare il modello che spiega la base genetica dei caratteri multifattoriali e conoscere i metodi che permettono di distinguere nell'uomo la componente ereditaria (ereditabilità) dalla componente ambientale. Saper distinguere tra caratteri multifattoriali a variabilità continua e caratteri con effetto soglia. Descrivere il modello soglia per la suscettibilità genetica. Descrivere il mappaggio dei caratteri complessi mediante studi di associazione.

8. I geni della predisposizione genetica al cancro
Obiettivi: Conoscere i principali geni-malattia associati alla predisposizione genetica al cancro e coinvolti nei meccanismi di riparazione del DNA e controllo del ciclo cellulare. Illustrare alcuni esempi di predisposizione genetica (predisposizione ai tumori del colon, ai tumori della mammella, al retinoblastoma e sindrome di Li Fraumeni). Aver chiaro il ruolo della consulenza genetica nelle famiglie con predisposizione ai tumori.