Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
BIOTECNOLOGIE ORD. 2011


10

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 56 0 48 94

Periodo

AnnoPeriodo
II anno2 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
27/02/201709/06/2017

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
caratterizzanteDiscipline biotecnologiche comuniBIO/184
caratterizzanteDiscipline biotecnologiche con finalit specifiche: mediche e terapeuticheMED/076


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof.ssa LOREGIAN ARIANNAMED/07DIPARTIMENTO DI MEDICINA MOLECOLARE

Altri Docenti

DocenteCoperturaSSDStruttura
Dott. LAVEDER PAOLOAffidamento direttoBIO/18Dipartimento di Biologia

Attività di Supporto alla Didattica

Esercitatore
Dott.ssa CELEGATO MARTA
Dott. MESSA LORENZO

Bollettino

Il corso richiede conoscenze di base di biochimica, biologia cellulare, microbiologia, genetica e biologia molecolare. Lo studente deve conoscere la struttura e funzione della cellula eucariotica e procariotica. Deve inoltre avere familiarità con la struttura, funzione e replicazione degli acidi nucleici.

Nella parte di Microbiologia applicata gli studenti approfondiranno le proprie nozioni di microbiologia generale con concetti fondamentali di microbiologia applicata quali sistemi avanzati per l’espressione e la purificazione di prodotti proteici in organismi eucariotici, lo studio delle interazioni proteina-proteina, l’utilizzo di microrganismi come vettori per il delivery di DNA o proteine/peptidi a scopo terapeutico o vaccinale, ecc. Inoltre gli studenti saranno introdotti all’utilizzo applicativo di microorganismi nel biorisanamento e per la produzione di piante transgeniche. Nella parte di Ingegneria genetica gli studenti apprenderanno i fondamenti della tecnologia del DNA ricombinante, con enfasi sui processi di clonazione e manipolazione genica, sequenziamento del DNA, produzione di proteine ricombinanti in sistemi di espressione procariotici. Nella parte di laboratorio gli studenti impareranno a clonare un gene di interesse in un vettore plasmidico e ad utilizzare il sistema del doppio ibrido per studiare interazioni proteina-proteina in cellule eucariotiche.

Lezioni d’aula e attività di laboratorio

Lezioni d’aula Modulo di Ingegneria genetica: Biologia di E. coli: gli ospiti naturali (plasmidi e batteriofagi), meccanismi della coniugazione, infezione, trasformazione (naturale e artificiale), resistenza agli antibiotici. Controllo del numero di copie nei plasmidi. Le tecnologie del DNA ricombinante: purificazione e manipolazione di DNA, enzimi di restrizione, DNA e RNA polimerasi, chinasi e fosfatasi per la modificazione terminale del DNA.Strategie di clonaggio: saldare frammenti con la DNA ligasi, uso di linkers e adattatori, clonare prodotti di PCR. Vettori di clonaggio in procarioti: inattivazione del marcatore per la selezione dei cloni ricombinanti, costruzione e uso di polylinker, vettori M13 per la produzione di DNA in singolo filamento,clonare per inserzione o sostituzione nei vettori lambda. Cenni sui vettori ad alta capacità (cosmidi, fasmidi e cromosomi artificiali). Identificare ed esprimere i geni clonati: sintesi di sonde marcate e selezione di un clone all’interno di una libreria (DNA genomico o cDNA), sequenziamento manuale e automatico del DNA con il metodo di Sanger, uso di primer universali, vettori per l’espressione e purificazione di proteine ricombinanti in E. coli. Modulo di Microbiologia applicata: Vettori di clonaggio eucariotici per funghi (inclusi lieviti), piante e colture cellulari o organismi animali eucariotici superiori. Espressione e produzione di proteine ricombinanti in microrganismi eucariotici, in piante ed in colture cellulari di organismi eucariotici superiori (incluso sistema del baculovirus); sistemi di espressione genica inducibile. Two-hybrid system e tecniche correlate (es. one-hybrid e three-hybrid system) per lo studio di interazioni proteina-proteina e proteina-acido nucleico. Tecnologia del Phage display. Batteri, virus e proteine di origine microbica come vettori per il delivery di geni terapeutici, vaccini a DNA o proteine/peptidi immunogene/i. Tecniche molecolari per la rilevazione e l’identificazione di microrganismi o contaminanti microbici in campioni di origine biologica, ambientale, alimentare, ecc. Impiego di microrganismi nel risanamento ambientale (biorisanamento) e nel settore agricolo (produzione di piante transgeniche). Laboratorio Le attività sperimentali verteranno su: 1. Clonaggio di un gene in un vettore plasmidico . Verrà eseguito il clonaggio, in opportuni plasmidi, dei geni codificanti le proteine di cui successivamente sarà verificata l’interazione con il “Sistema a due ibridi”. 2. Tecnologia del “Sistema a due ibridi” in lievito per lo studio di interazioni proteina-proteina. Verrà eseguita l’inoculazione e crescita di colture di lievito, con relativa preparazione di piastre selettive. Verrà poi effettuata la trasformazione di ceppi di lievito utilizzando i costrutti plasmidici precedentemente creati. Verranno infine eseguiti saggi di attività beta-galattosidasica su filtro ed in liquido (qualitativi e quantitativi) sui lieviti trasformati. Per tali saggi verranno preparati estratti proteici di lievito e ne verrà determinata la concentrazione proteica con il metodo di Lowry. I risultati verranno poi analizzati e discussi.

Esame scritto

Accuratezza e completezza delle risposte. Appropriatezza del linguaggio.

Glazer AN, Nikaido H., Microbial Biotechnology. : Cambridge University Press, Dale JW, von Schantz M., Plant N., Dai geni ai genomi – Principi e applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante. : Edises, 2013 Brown TA, Biotecnologie molecolari. : Zanichelli, 2007 Reece RJ, Analisi dei geni e genomi. : Edises, 2006 Primrose S, Twyman R, Old B, Ingegneria Genetica. : Zanichelli, 2004 Glick BR, Pasternack JJ, Biotecnologia molecolare. : Zanichelli, 1999 Kun LY, Microbial Biotechnology. : World Scientific Publishing,

Diapositive delle lezioni e materiale bibliografico forniti dai docenti.

Il corso richiede conoscenze di base di biochimica, biologia cellulare, microbiologia, genetica e biologia molecolare. Lo studente deve conoscere la struttura e funzione della cellula eucariotica e procariotica. Deve inoltre avere familiarità con la struttura, funzione e replicazione degli acidi nucleici.

Nella parte di Microbiologia applicata gli studenti approfondiranno le proprie nozioni di microbiologia generale con concetti fondamentali di microbiologia applicata quali sistemi avanzati per l’espressione e la purificazione di prodotti proteici in organismi eucariotici, lo studio delle interazioni proteina-proteina, l’utilizzo di microrganismi come vettori per il delivery di DNA o proteine/peptidi a scopo terapeutico o vaccinale, ecc. Inoltre gli studenti saranno introdotti all’utilizzo applicativo di microorganismi nel biorisanamento e per la produzione di piante transgeniche. Nella parte di Ingegneria genetica gli studenti apprenderanno i fondamenti della tecnologia del DNA ricombinante, con enfasi sui processi di clonazione e manipolazione genica, sequenziamento del DNA, produzione di proteine ricombinanti in sistemi di espressione procariotici. Nella parte di laboratorio gli studenti impareranno a clonare un gene di interesse in un vettore plasmidico e ad utilizzare il sistema del doppio ibrido per studiare interazioni proteina-proteina in cellule eucariotiche.

Lezioni d’aula e attività di laboratorio

Lezioni d’aula Modulo di Ingegneria genetica: Biologia di E. coli: gli ospiti naturali (plasmidi e batteriofagi), meccanismi della coniugazione, infezione, trasformazione (naturale e artificiale), resistenza agli antibiotici. Controllo del numero di copie nei plasmidi. Le tecnologie del DNA ricombinante: purificazione e manipolazione di DNA, enzimi di restrizione, DNA e RNA polimerasi, chinasi e fosfatasi per la modificazione terminale del DNA.Strategie di clonaggio: saldare frammenti con la DNA ligasi, uso di linkers e adattatori, clonare prodotti di PCR. Vettori di clonaggio in procarioti: inattivazione del marcatore per la selezione dei cloni ricombinanti, costruzione e uso di polylinker, vettori M13 per la produzione di DNA in singolo filamento,clonare per inserzione o sostituzione nei vettori lambda. Cenni sui vettori ad alta capacità (cosmidi, fasmidi e cromosomi artificiali). Identificare ed esprimere i geni clonati: sintesi di sonde marcate e selezione di un clone all’interno di una libreria (DNA genomico o cDNA), sequenziamento manuale e automatico del DNA con il metodo di Sanger, uso di primer universali, vettori per l’espressione e purificazione di proteine ricombinanti in E. coli. Modulo di Microbiologia applicata: Vettori di clonaggio eucariotici per funghi (inclusi lieviti), piante e colture cellulari o organismi animali eucariotici superiori. Espressione e produzione di proteine ricombinanti in microrganismi eucariotici, in piante ed in colture cellulari di organismi eucariotici superiori (incluso sistema del baculovirus); sistemi di espressione genica inducibile. Two-hybrid system e tecniche correlate (es. one-hybrid e three-hybrid system) per lo studio di interazioni proteina-proteina e proteina-acido nucleico. Tecnologia del Phage display. Batteri, virus e proteine di origine microbica come vettori per il delivery di geni terapeutici, vaccini a DNA o proteine/peptidi immunogene/i. Tecniche molecolari per la rilevazione e l’identificazione di microrganismi o contaminanti microbici in campioni di origine biologica, ambientale, alimentare, ecc. Impiego di microrganismi nel risanamento ambientale (biorisanamento) e nel settore agricolo (produzione di piante transgeniche). Laboratorio Le attività sperimentali verteranno su: 1. Clonaggio di un gene in un vettore plasmidico . Verrà eseguito il clonaggio, in opportuni plasmidi, dei geni codificanti le proteine di cui successivamente sarà verificata l’interazione con il “Sistema a due ibridi”. 2. Tecnologia del “Sistema a due ibridi” in lievito per lo studio di interazioni proteina-proteina. Verrà eseguita l’inoculazione e crescita di colture di lievito, con relativa preparazione di piastre selettive. Verrà poi effettuata la trasformazione di ceppi di lievito utilizzando i costrutti plasmidici precedentemente creati. Verranno infine eseguiti saggi di attività beta-galattosidasica su filtro ed in liquido (qualitativi e quantitativi) sui lieviti trasformati. Per tali saggi verranno preparati estratti proteici di lievito e ne verrà determinata la concentrazione proteica con il metodo di Lowry. I risultati verranno poi analizzati e discussi.

Esame scritto

Accuratezza e completezza delle risposte. Appropriatezza del linguaggio.

Glazer AN, Nikaido H., Microbial Biotechnology. : Cambridge University Press, Dale JW, von Schantz M., Plant N., Dai geni ai genomi – Principi e applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante. : Edises, 2013 Brown TA, Biotecnologie molecolari. : Zanichelli, 2007 Reece RJ, Analisi dei geni e genomi. : Edises, 2006 Primrose S, Twyman R, Old B, Ingegneria Genetica. : Zanichelli, 2004 Glick BR, Pasternack JJ, Biotecnologia molecolare. : Zanichelli, 1999 Kun LY, Microbial Biotechnology. : World Scientific Publishing,

Diapositive delle lezioni e materiale bibliografico forniti dai docenti.