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Oggetto:

Genetica ecologica

Oggetto:

Ecological Genetics

Oggetto:

Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
SVB0241
Docente
Dott. Massimiliano Delpero
Corso di studio
[f008-c508] LM in Biologia dell'Ambiente (Classe LM-06)
Anno
1° anno
Periodo
I semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
5
SSD attività didattica
BIO/18 - genetica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia esame
Orale
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

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.  

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine del corso, lo studente dovrebbe possedere le seguenti conoscenze e capacità:

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE - Gli studenti acquisiranno conoscenza sui principi fondamentali dell'interdipendenza tra genomi e ambiente. Essi saranno in grado di comprendere gli studi di ecologia molecolare in ambito vegetale e animale e interpretare le implicazioni evoluzionistiche della variabilità genetica delle popolazioni natuali. Gli studenti acquisiranno nozioni e saranno in grado di comprendere i principi fondamentali delle tecniche molecolari comunemente impiegate per lo studio della biodiversità.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE - Gli studenti saranno in grado di comprendere i meccanismi evolutivi a livello molecolare e la loro applicazione allo studio delle interazioni tra le popolazioni naturali e il loro ambiente, anche in chiave conservazionistica. L'acquisizione di tali competenze viene verificata mediante la discussioni su casi-studio tratti dalla letteratura scientifica al fine di stimolare capacità di analisi critica, valutazione e sintesi di idee sulla complessità dei genomi.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO - Gli studenti saranno in grado di formulare giudizi e individuare le migliori strategie di analisi molecolare ritenute utili a formulare ipotesi in merito alle interazioni tra la variabilità genetica e quella ambientale. L'autonomia di giudizio acquisita verrà valutata invitando gli studenti a partecipare alle discussioni su casi-studio analizzati, tratti dalla letteratura scientifica e dalla attualità, durante le attività formative del corso.

ABILITÀ COMUNICATIVE - Gli studenti saranno in grado di comunicare le tematiche fondamentali del rapporto geni-ambiente e i risultati degli studi riguardanti l’analisi della variabilità genetica di popolazioni naturali. A questo scopo le attività di didattiche di analisi di casi-studio o seminariali organizzate durante l’insegnamento permetteranno agli studenti di conoscere praticamente contenuti e tecniche comunicative da esperti del mondo della ricerca e di applicarle direttamente.

CAPACITA’ DI APPRENDERE - Gli studenti saranno in grado di apprendere autonomamente studi di genetica ecologica applicati allo studio dei processi evolutivi e alla messa in atto di strategie conservazionistiche per la salvaguardia della biodiversità. Potranno inoltre approfondire le complesse dinamiche che governano il rapporto tra geni e ambiente che consentano agli studenti di continuare a studiare i concetti e metodi molecolari in modo autonomo. 

At the end of the course, the student should possess the following knowledge and skills:

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING - Students will acquire knowledge about the main features of the interaction between genomes and environment. They will be able to understand molecular ecology studies of natural populations and to evaluate the evolutionary implications of the genetic variability detected by molecular techniques. Students will acquire notions and will be able to understand the properties and applications of the main genetic techniques commonly used for the study of biodiversity. 

APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING - Students will be able to understand the evolutionary processes at molecular level and their application for the analysis of the interaction between natural population and their environment. The acquisition of these skills is verified during the course by discussing case studies in order to critically analyse, evaluate and synthesize ideas about the complexity of genomes.

JUDGEMENTS SKILLS - Students will be able to elaborate judgments and identify the best molecular approaches and strategies to formulate hypothesis about the interactions between genetic variability and environmental features. The autonomy of judgment acquired will be assessed by inviting students to participate in discussions on case studies taken from scientific literature and current events, during the training activities of the course.

COMMUNICATION SKILLS - Students will be able to communicate the main concepts about the relationship between genes and the environment and the results of studies concerning the genetic variability analyses of natual populations. For this purpose, the didactic activities of case-study analysis or seminars organized during the teaching will allow students to practically get to know the contents and communication techniques of experts from the world of research and to apply them directly.

LEARNING SKILLS - Students will be able to independently learn environmental genetics studies applied to the study of evolutionary processes and to the conservation of biodiversity. They will also be able to deepen the complex dynamics that govern the relationship between genes and environment that will favor the students in continuing their studies even with a more conscious choice of the Curriculm of the Master's degree.

Oggetto:

Programma

Introduzione all'uso delle metodiche della genetica molecolare in ecologia. Polimorfismi genetici e proprietà generali dei marcatori genetici. Marcatori genetici multi-locus (RFLP, AFLP, DNA fingerprinting, etc.) e single-locus (VNTR, STR, SNPs). 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. Multi-locus markers (RFLP, AFLP, DNA fingerprinting, etc.). Single-locus markers (VNTR, STR, SNPs). 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.

Oggetto:

Modalità di insegnamento

Per l’AA 22-23, le lezioni saranno svolte in presenza. Modalità didattiche alternative (streaming) potranno essere introdotte a seguito di nuove raccomandazioni di Ateneo in relazione allo stato della pandemia Covid-19.

L'insegnamento si articola in 48 ore di didattica, che prevedono una forte componente interattiva tra docente e studenti. 

For the academic year 22-23, the lessons will be held in person. Alternative teaching methods (streaming) may be introduced following new University recommendations in relation to the state of the Covid-19 pandemic.

Lectures: 48 hours

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Per l’AA 22-23, gli esami si svolgeranno in presenza, con la sola eccezione per gli studenti e le studentesse che autodichiarano, in relazione al Covid-19, fragilità personale o positività. Modalità alternative (online) potranno essere introdotte a seguito di nuove raccomandazioni di Ateneo in relazione allo stato della pandemia Covid-19.

Orale: presentazione/seminario di approfondimento e conseguente discussione in merito ad uno degli argomenti trattati durante il corso.

 

For AY 22-23, exams will be held in person, with the sole exception of students who self-report, in relation to Covid-19, personal fragility or positivity. Alternative (online) methods may be introduced following new University recommendations in relation to the state of the Covid-19 pandemic.
 
Oral exam: presentation/seminar about one of the topic pf the course followed by discussion.

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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    Ultimo aggiornamento: 21/09/2022 20:43
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