Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
BIOTECNOLOGIE ORD. 2011


6

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 40 0 16 102

Periodo

AnnoPeriodo
III anno1 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
01/10/201620/01/2017

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
caratterizzanteDiscipline biotecnologiche comuniBIO/186


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Dott. DE PITTA' CRISTIANOBIO/18DIPARTIMENTO DI BIOLOGIA

Altri Docenti

Non previsti.

Attività di Supporto alla Didattica

Esercitatore
Dott. BISCONTIN ALBERTO
Dott.ssa MILLINO CATERINA

Bollettino

Per la comprensione dei contenuti dell'insegnamento sono necessarie le conoscenze di base fornite dagli insegnamenti di Genetica, Biologia Molecolare e Ingegneria genetica.

La scienza del genoma è lo studio della struttura, del contenuto e dell’evoluzione dei genomi. Oggi, la scienza dei genomi, o “Genomica”, non è più limitata alla determinazione delle sequenze di DNA, ma si estende anche all’analisi dell’espressione e delle funzioni dei geni (Trascrittomica) e delle proteine (Proteomica). L’obiettivo principale di questo insegnamento è mostrare come vi possa essere una diversa visione della biologia se la prospettiva è spostata dai singoli geni all’intero genoma. Tale insegnamento fornisce delle basi fondamentali per la comprensione degli argomenti che verranno affrontati nel corso di “Genomica strutturale e funzionale” della LM in Biotecnologie Industriali.

Lezioni frontali in aula e attività sperimentali nei laboratori didattici. Per quanto riguarda le esercitazioni pratiche lo studente parteciperà alla "Costruzione e vaglio di una libreria di cDNA full-lenght ottenuta mediante la tecnologia SMART".

GENOMICA (18 ore): • Definizione di Genomica. A che cosa serve sequenziare un genoma? • Isolamento e purificazione del DNA genomico. • Le librerie di DNA genomico: digestione parziale, ridondanza dell’informazione, relazione tra frequenza e probabilità, i vettori di clonaggio ad alta capacità (Cosmidi, YAC, BAC). Il titolo di una libreria e l’analisi dei cloni ricombinanti. • Mappatura GENETICA e FISICA di un genoma. Risoluzione di alcuni esercizi relativi alla mappatura mediante mappe di restrizione. • Strategie di sequenziamento di un Genoma: a) Approccio SHOTGUN: Costruzione di una libreria genomica. Il significato e l’importanza della copertura del genoma. Sequenziamento paired-end. Come si colmano le lacune e i buchi fisici? Vantaggi e svantaggi di un approccio shotgun. b) Approccio CLONE by CLONE: Costruzione di una libreria primaria. Selezione del minimal tiling path (Chromosome walking, Fingerprinting dei cloni). Costruzione libreria genomica secondaria (BAC shotgun). Assemblaggio della sequenza genomica END sequencing). • Descrizione delle fasi caratterizzanti il progetto Genoma Umano. • Descrizione delle tecniche di sequenziamento di DNA: a) Metodo di Sanger. b) Next generation sequencing (NGS): 454 Roche, Illumina, SOliD, Helicos, Pacific Biosciences, Ion Torrent, Proton Torrent e Oxoford Nanopore. TRASCRITTOMICA (16 ore): • Introduzione all’espressione genica: descrizione degli RNA contenuti in una cellula (RNA codificanti e non codificanti). • Com’è processato e regolato l’RNA? (capping al 5’, allungamento dell’mRNA, poliadenilazione, meccanismo di splicing e splicing alternativo, editing, Degradazione degli mRNA). • Approfondimento sui microRNA: localizzazione genomica, biogenesi e modalità di regolazione dell’espressione genica (degradazione dell’mRNA e inibizione traduzionale). • Lo studio del trascrittoma: a) Approccio STATICO: librerie di cDNA, normalizzate, sottratte e sequenziamento su larga scala di EST (Expressed Sequence Tag); b) Approccio DINAMICO: SAGE, tecnologia dei microarray e chip di DNA (Affymetrix). • Metodi bio-informatici e statistici impiegati nell’interpretazione dei dati di espressione. • A quali domande biologiche si può rispondere mediante l’analisi dell’espressione genica? • La tecnica della Quantitative Real Time-PCR (qRT-PCR). PROTEOMICA (6 ore): • Definizione di Proteoma e Proteomica. A quali quesiti biologici riusciamo rispondere con la proteomica? • Relazione tra trascrittoma e proteoma: system biology. • L’elettroforesi bidimensionale: focalizzazione isoelettrica e SDS-PAGE. • Come identificare le proteine in un proteoma? Descrizione della spettrometria di massa (MALDI-TOF). • Analisi differenziale del proteoma (metodo SILAC).

Esame scritto. Non sono previsti accertamenti in itinere. (Domande a risposta multipla, aperte e un esercizio sulle mappe di restrizione)

La prova d'esame sarà valutata in base alle risposte date per ciascuna domanda, in termini di completezza dell'informazione fornita in ogni risposta, di capacità di collegamento fra concetti diversi (consequenzialità logica) e per la eventuale presenza di errori. La risposta a ciascuna domanda sarà valutata numericamente e il punteggio totale dell'esame risulterà dalla somma dei punteggi riportati nelle singole risposte. In ogni compito sarà presente una domanda relativa alle esercitazioni pratiche di laboratorio.

Gibson G. & Muse S.V, Introduzione alla genomica. : Zanichelli, 2004 Brown T.A, Genomi 3. : EdiSES, 2008 Dale J.W., von Schantz M., Plant N., Dai geni ai genomi. : EdiSES, 2013 Primrose S., Ingegneria genetica. : Zanichelli, 2004 Hartwell L.H. et al., GENETICA dall'analisi formale alla genomica. : McGraw-Hill, 2008 Strachan T. & Read A.P, Genetica Umana Molecolare. : Zanichelli, 2012 Watson J.D, DNA Ricombinante. : Zanichelli, 2008

Le diapositive utilizzate dal docente e gli articoli scientifici utili per la comprensione dei vari argomenti verranno resi disponibili sull’e-learning di Ateneo.