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Genetica ecologica

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Ecological Genetics

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Anno accademico 2021/2022

Codice attività didattica
MFN1217
Docente
Massimiliano Delpero
Corso di studio
[f008-c508] LM in Biologia dell'Ambiente (Classe LM-06)
Anno
1° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
BIO/18 - genetica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento fornisce conoscenze sull’analisi della struttura genetica delle popolazioni e dei meccanismi evolutivi che ne determinano i cambiamenti nel tempo. Saranno illustrati i principi teorici e pratici dell’applicazione delle metodologie della genetica molecolare allo studio della biodiversità.

The teachings provide the student with  knowledge about the theory and practice of a molecular approach to ecology. Molecular and chromosomal markers, population genetics and microevolutionary processes are addressed in order to illustrate the consequences of natural and anthropic impact on genes and genomes.  

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Risultati dell'apprendimento attesi

AI termine dell'insegnamento lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di comprendere i principi fondamentali dell'interdipendenza tra genomi e ambiente, nonchè il potenziale applicativo delle tecniche molecolari dallo studio della variabilità genetica nelle popolazioni naturali all'analisi degli effetti genotossici di xenobiotici ambientali. 

Understanding of main concepts of molecular ecology and application power of molecular and cytological techniques, from the study of the genetic structure in natural populations to the analysis of the genotoxic damage deriving form exposure to xenobiotics. 

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Programma

Introduzione all'uso delle metodiche della genetica molecolare in ecologia. Polimorfismi genetici e proprietà generali dei marcatori genetici. Marcatori genetici single- e multi-locus, SNPs. Sequenziamento del DNA e next generation sequencing. Struttura ripetitiva del genoma degli eucarioti e meccanismi di mutazione. Struttura e organizzazione del genoma mitocondriale.

La legge di Hardy-Weinberg e le sue deviazioni. Stima dell’inincrocio e statistiche F.

Meccanismi evolutivi a livello molecolare. Teoria neutralista dell'evoluzione molecolare. Impatto della selezione sui genomi.
Metodologie per l'identificazione degli effetti della selezione naturale sulla struttura dei geni e dei genomi. Confronto dei tassi di sostituzione sinonime e non sinonime. Selective sweeps e linkage disequilibrium. Effetti della selezione naturale sulla distribuzione della variabilità genetica.

Applicazione della genetica alla conservazione delle specie. Variabilità genetica, inincrocio e rischio di estinzione. Sistematica molecolare e metodologie di ricostruzione filogenetica. Gestione del patrimonio genetico di popolazioni in natura e in cattività.

Introduzione alla genotossicologia e alle relative metodologie d'indagine. Aberrazioni cromosomiche, scambi tra cromatidi fratelli e formazione di micronuclei. Analisi e discussione di casi studio sul danno genotossico nell'uomo, in specie animali e vegetali indotto da xenobiotici ambientali.

Introduction to molecular ecology. Genetic polymorphisms and general properties of molecular markers. Single- and multi-locus DNA markers, SNPs. Traditional DNA sequencing and next generation sequencing. Structure and organization of prokaryotic and eukaryotic genomes. Structure, organization and evolution of mtDNA.

Hardy-Weinberg Law. Inbreeding and F statistics.

Evolutionary mechanism at the molecular level. Selectionist and neutral evolutionary models. Methods to identify signatures of natural selections on genes and genomes (synonymous and non-synonymous substitutions, selective sweeps and linkage disequilibrium). 

Conservation genetics. Genetic variability, inbreeding and extinction risk. Molecular systematics and methods to reconstruct evolutianary relationships. Conservation of the geen pool in natural and captive populations.

Genotoxicology and cytogenetic damage. Chromosome aberrations, sister chromatid exchanges, micronuclei. Exposure to environmental xenobiorics and genotoxic damage in man, animals and plants.

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento si articola in 40 ore di didattica frontale, che prevedono una forte componente interattiva tra docente e studenti. Si invitano gli studenti ad effettuare l'iscrizione alla pagina moodle dedicata dove saranno caricati i contenuti delle lezioni.  Tutte le comunicazioni inerenti l'insegnamento (inizio lezioni e variazioni di orario) verranno comunicate tramite la piattaforma Moodle. 

40 hours of frontal teaching in the classroom. Students are invited to register on the dedicated Moodle page where the contents of the lessons will be uploaded. All communications related to the teachings will be communicated via the Moodle platform.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale mirata a verificare le conoscenze acquisite, la padronanza concettuale, la proprietà di linguaggio e la capacità d'interpretazione e di sintesi nel discutere tematiche genetiche applicate all'ecologica. La prova prevede l’esposizione di un breve seminario, della durata di 15-20 minuti, in cui lo studente illustrerà problematiche, metodi di studio e risultati di almeno due articoli tratti dalla letteratura specialistica su un argomento a sua scelta. La conseguente discussione fornirà l’opportunità per formulare almeno due domande sugli argomenti trattati a lezione.

 

The exam consists of an oral test aimed at verifying student learning, as well as interpretation, communicative and synthesis skills in discussing genetics topics applied to ecology. The test involves the presentation of a short seminar, lasting 15-20 minutes, in which the student will illustrate problems, study methods and results of at least two articles taken from the literature on a topic of his choice. The resulting discussion will provide the opportunity to ask at least two questions on the subjects covered in class.

 

Testi consigliati e bibliografia

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Frankham, Ballou, Briscoe (2007) Fondamenti di genetica della conservazione, Zanichelli
Conner, Hartl (2005) Elementi di Genetica Ecologica, Piccin



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Orario lezioniV

Nota: Consultare la tabella degli orari pubblicata sull'apposita pagina

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    Ultimo aggiornamento: 27/09/2023 12:22
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