DNA repair and mutagenesis in cancer.


This course focuses on the mechanisms responsible for mutagenesis in cancer cells by using a biochemical language and the support of simplified drawings. The main mechanisms of DNA damage and the corresponding repair systems are highligthed, while the functional consequences of gene mutations are not taken into consideration. We review the chemical processes behind DNA damage induced by radiation, exogenous chemicals, endogenous metabolic process, spontaneous chemical reactions of DNA, and replicative errors and describe the role of repair systems for each type of DNA damage (BER, NER, MMR, NHEJ, HR, BIR, MGMT, FANC complex). We show the difference and the functional relationship between DNA damage and somatic gene mutations and the link between alterations of DNA repair systems and accumulation of gene mutations and genomic aberrations. During the entire course examples of hereditary susceptibility to cancer are described. In this basic level course we will not report details on experimental techniques and model organisms: these topics are planned for an advanced course. The main objective of this basic level course is the understanding of basic principles and mechanisms as a pre-requisite for direct reading of experimental work.


Riparazione del DNA e Mutagenesi nel cancro

In questo corso descriveremo con linguaggio biochimico e con l’ausilio di schemi semplici i meccanismi che determinano la comparsa delle mutazioni del DNA nelle cellule tumorali. Il corso non esamina le conseguenze funzionali delle mutazioni dei geni nel cancro ma si limita alla descrizione dei meccanismi responsabili della loro genesi. Per giungere a questo obiettivo saranno illustrati i principali meccanismi di danno al DNA (da radiazioni, da composti chimici esogeni, da processi metabolici endogeni, da reazioni chimiche spontanee del DNA, da errori replicativi) e i relativi sistemi di riparazione (BER, NER, MMR, NHEJ, HR, BIR, MGMT, complesso FANC). Sarà chiarita la relazione e la differenza tra danno al DNA e mutazioni e sarà descritto il collegamento tra alterazioni dei sistemi di riparazione del DNA e l’accumulo di specifiche mutazioni genetiche o aberrazioni genomiche. Saranno, inoltre, forniti alcuni esempi di predisposizione ereditaria al cancro causata da un difetto genetico dei sistemi di riparazione del DNA. Non esamineremo in dettaglio le tecniche sperimentali e gli organismi viventi che hanno consentito gran parte delle conclusioni che sono riassunte nei modelli e negli schemi. Queste informazioni sono riservate a un corso di approfondimento. Tuttavia la comprensione dei principi di base rappresenta un requisito importante che faciliterà la lettura e l’interpretazione dei lavori sperimentali.

  • Conoscere i meccanismi molecolari responsabili del danno al DNA da agenti fisici e chimici.
  • Comprendere la relazione tra struttura e reattività chimica dei nucleotidi e i meccanismi di danno al DNA.
  • Comprendere la relazione tra le proprietà degli enzimi coinvolti nella replicazione del DNA e l’insorgenza di errori replicativi.
  • Distinguere tra cause esogene ed endogene di danno al DNA e conoscere i meccanismi biochimici.
  • Comprendere la differenza tra danno al DNA e mutazione e conoscere i principali esempi di collegamento tra danno e mutazione.
  • Conoscere le diverse classi di mutazioni genetiche e aberrazioni genomiche.
  • Collegare a ciascun tipo di danno al DNA i meccanismi biochimici di riparazione.
  • Conoscere le principali attività enzimatiche coinvolte nei sistemi di riparazione del DNA.
  • Comprendere la relazione tra accumulo di mutazioni somatiche e cancerogenesi.
  • Conoscere le conseguenze patologiche di un alterato funzionamento dei sistemi di riparazione.
  • Comprendere il collegamento tra alterazioni dei sistemi di riparazione del DNA e l’accumulo di specifiche mutazioni genetiche o aberrazioni genomiche.
  • Conoscere alcuni esempi di predisposizioni ereditarie al cancro causate da un difetto genetico dei sistemi di riparazione del DNA.

Studenti del II anno del CDLM in Medicina o dei CDL o CDLM in Biologia.

I principi di biochimica di Lehninger. Nelson and Cox. Zanichelli ed.
Capitolo 8 (Nucleotidi ed Acidi Nucleici; da leggere durante le prime tre videolezioni)
Capitolo 25 (Metabolismo del DNA; da leggere durante le sezioni 3-11)

Ulteriori letture:
La biologia del cancro. RA Weinberg. Zanichelli
Capitolo 12 (Mantenimento dell’integrità genomica e sviluppo di tumori)

È previsto un primo test intermedio composto da 15 domande a risposta multipla alla fine della sezione 6 (videolezione 13) e un secondo test intermedio alla fine della sezione 10 (videolezione 23). Il test finale sarà erogato alla fine della sezione 11, su richiesta del discente.

È possibile ottenere l'Attestato di partecipazione e il Badge completando le attività previste nel corso e superando con esito positivo le prove di valutazione.
Informazioni di base sul DNA


Lezioni

[Video] Informazioni di base sul DNA (9'35'')
Danno al DNA e mutazioni da radiazione ultravioletta (UV)


Lezioni

[Video] Danno al DNA indotto da radiazioni ultraviolette (UV) (7'16")
[Video] Danno da UV e mutazioni (11'36")
Introduzione alle mutazioni. Firma mutazionale da radiazione ultravioletta (UV)


Lezioni

[Video] Introduzione alla mutazione (11'38")
[Video] Un altro sguardo alla signature 7 (3'27")
Fumo di tabacco e Sistema di Riparazione per Escissione di Nucleotidi (NER)


Lezioni

[Video] Fumo di tabacco e cancro (11'57")
[Video] Nucleotide excision repair (NER) (21'35")
Desaminazione di citosine e metilcitosine. Sistema di riparazione per Escissione di Basi (BER).


Lezioni

[Video] Desaminazione spontanea e mutagenesi (17'09")
[Video] Firme mutazionali (6'51")
[Video] Desaminazione, siti abasici - Base excision repair (BER) (17'53")
[Video] Desaminazione enzimatica delle citosine: enzimi APOBEC (21'59")
Danno al DNA e mutazioni da Specie Reattive dell'Ossigeno (ROS)


Lezioni

[Video] Specie reattive dell'ossigeno (ROS) (10'58")
[Video] Danni al DNA da ROS e riparazione (25'28")
Rotture a doppio filamento del DNA e strategie riparative


Lezioni

[Video] Strategie di riparazione delle rotture a doppio filamento del DNA (DSBs) (9'04")
[Video] Ricombinazione omologa (18'57")
[Video] La doppia giunzione di Holliday: Dissoluzione e risoluzione (19'28")
[Video] Sister Chromatid Exchange (SCE) e sindrome di Bloom (12'41")
[Video] Riepilogo e note aggiuntive su rottura a doppio filamento (8'40")
Stress Replicativo e Break-induced Replication (BIR)


Lezioni

[Video] Replication stress: break-induced replication (BIR) (16'20")
[Video] Fork stalling e fork regression, informazioni aggiuntive (6'54")
Accuratezza e inaccuratezza replicativa. Sistema del Mismatch Repair (MMR) e DNA Polimerasi Proofreading


Lezioni

[Video] Mismatch repair (MMR) instabilità dei microsatelliti (17'41")
[Video] DNA polimerasi e ultramutazione (11'58")
Danno al DNA e mutazioni da Agenti Alchilanti


Lezioni

[Video] Danno e mutagenesi da agenti alchilanti (17'32")
Anomalie Genomiche e loro origine


Lezioni

[Video] Anomalie genomiche (15'44")
[Video] Origine delle anomalie genomiche (1) (10'44")
[Video] Origine delle anomalie genomiche (2) (15'19")
[Video] Origine delle anomalie genomiche (3) (7'24")
Modalità Corso
Autoapprendimento
Stato del corso
Auto apprendimento
Durata
8 settimane
Impegno
3 ore/settimana
Categoria
Medicina e Salute
Lingua
Italiano ‎(it)‎
Tipo
Online
Livello
Intermedio
Avvio Iscrizioni
14 Mar 2017
Apertura Corso
30 Mar 2017
Chiusura Corso
Non impostato

Partecipazione e Attestati

Quota di iscrizione
GRATUITO!


GIACOMO CINNIRELLA

Scienze Biomediche e Biotecnologiche (BIOMETEC)

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