Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
BIOTECNOLOGIE ORD. 2011


12

Piano di studio MOLECOLARE, CELLULARE E AMBIENTALE

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 64 0 64 102

Periodo

AnnoPeriodo
III anno1 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
01/10/201620/01/2017

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
affine/integrativo Nessun ambitoBIO/016
affine/integrativo Nessun ambitoBIO/063
affine/integrativo Nessun ambitoBIO/133


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. TRAINOTTI LIVIOBIO/01Dipartimento di Biologia

Altri Docenti

DocenteCoperturaSSDStruttura
Prof. ARGENTON FRANCESCOIstituzionaleBIO/13Dipartimento di Biologia
Dott.ssa PONTARIN GIOVANNAIstituzionaleBIO/06Dipartimento di Biologia

Attività di Supporto alla Didattica

Esercitatore
Dott.ssa MARTORANO LAURA
Dott.ssa MORET FRANCESCA
Dott.ssa QUARESIMIN SILVIA
Dott.ssa QUARESIMIN SILVIA

Bollettino

Per la fruizione ottimale del corso, lo studente deve possedere conoscenze di genetica, biologia molecolare, morfologia, fisiologia e biochimica.

L’insegnamento è diviso in due moduli: Biotecnologie applicate a cellule e organismi animali; Biotecnologie applicate a cellule e organismi vegetali. A) Biotecnologie applicate a cellule e organismi animali. La parte teorica del corso tratta la descrizione dei più comuni metodi di messa e mantenimento in vitro di cellule animali derivanti dai più comuni sistemi sperimentali (mammifero, zebrafish, Drosophila), dell’induzione controllata di processi ontogenetici, della manipolazione genetica di organismi animali, di alcune delle loro più rilevanti applicazioni e dei metodi attualmente disponibili per consentire la rilevazione a livello subcellulare di proteine reporter fluorescenti, ampiamente usate nella ricerca biomedica. La parte pratica ha lo scopo di far prendere confidenza agli studenti con alcuni protocolli di base per la coltura in vitro di cellule, tra cui le staminali, e tessuti animali, il loro differenziamento controllato, le prospettive del loro uso terapeutico, le possibilità di sviluppare biosensori vitali utili nella ricerca di nuovi farmaci o nella rivelazione di molecole tossiche in campioni ambientali. B) Biotecnologie applicate a cellule e organismi vegetali. La parte teorica del corso tratta la descrizione dei più comuni metodi di messa e mantenimento in vitro di tessuti e cellule vegetali, dell’induzione controllata di processi ontogenetici, della manipolazione genetica delle piante, facendo particolare riferimento a organismi modello come carota, tabacco e arabidopsis. Verranno mostrati esempi di alcune delle più rilevanti applicazioni delle biotecnologie vegetali, dei metodi molecolari attualmente disponibili per consentire la rilevazione di piante geneticamente modificate o di loro derivati in prodotti alimentari e delle tendenze in atto per lo sviluppo di nuove tecnologie e prodotti. La parte pratica ha lo scopo di far prendere confidenza agli studenti con alcuni protocolli di base per la coltura in vitro di cellule e tessuti vegetali, il loro differenziamento controllato, la produzione di protoplasti, l'introduzione di DNA esogeno, l'estrazione da tessuti vegetali di metaboliti, acidi nucleici, e proteine, utilizzati per la rilevazione di geni di interesse e per saggi enzimatici, tra cui quelli di proteine reporter.

L'attività è organizzata in lezioni frontali (4+4 CFU) e di laboratorio (2+2 CFU). L'attività frontale prevede l'utilizzo di strumenti multimediali, mentre quella di laboratorio l'utilizzo di strumenti disponibili presso un moderno laboratorio di biotecnologie animali e vegetali (cappe a flusso laminare per la manipolazione di tessuti e cellule in sterilità, incubatori di crescita, microscopi, sistemi di elettroforesi di biomolecole, termociclatori, centrifughe, ecc).

Biotecnologie applicate a cellule e organismi animali. Le colture cellulari e le loro applicazioni: Isolamento di cellule in coltura. Evoluzione della coltura. Tipi di colture. Parametri per la caratterizzazione e il monitoraggio di cellule in coltura. Caratteristiche essenziali di un laboratorio di colture cellulari. Condizioni ottimali per la coltura di cellule e controllo di contaminazioni. Valutazione della vitalità e della proliferazione delle cellule in coltura. Metodi per la sincronizzazione di una coltura cellulare. Introduzione di DNA esogeno nelle cellule di mammifero: Caratteristiche di vettori per cellule eucariotiche. Sistemi reporter. Trasfezioni stabili e transienti. Metodi di trasfezione. Localizzazione subcellulare di macromolecole: Tecniche di frazionamento cellulare e immunofluorescenza. Uso e produzione di anticorpi mono-e policlonali. GFP e sue applicazione nelle colture cellulari: localizzazione subcellulare di proteine, analisi delle interazioni proteina-proteina (FRET), analisi della dinamica delle proteine (FRAP), GFP fotoattivabili. Apoptosi: Principali criteri morfologici e biochimici. Caratteristiche degli enzimi caspasi, classi e attività. Via intrinseca ed estrinseca. Stimoli pro-e anti apoptotici. Regolazione dell’apoptosi. Metodi per rilevare l’apoptosi nelle colture cellulari. Applicazioni. Cellule staminali: Origine delle cellule staminali. Caratteristiche delle cellule staminali embrionali e adulte e loro classificazione. Cellule staminali indotte. Mantenimento in coltura di cellule staminali Applicazioni e prospettive in campo terapeutico. Genetica dell'addomesticamento e della selezione: Addomesticamento e tecnologie correlate (sperm freezing, AI, FIVET). Clonazione. Modelli animali: topo, Zebrafish, Drosophila. Mutagenesi in sistemi animali: random e “mirata” (omologa, Talen, ZNF, Crispr-CAS) Biotecnologie applicate a cellule e organismi vegetali. Le basi della coltura di cellule vegetali: mezzi di coltura, tecniche di coltura asettica e attrezzature indispensabili. Esempi di colture in vitro di alghe verdi (Chlorella sp, Chlamydomonas sp), tabacco, Arabidopsis, carota. Embriogenesi somatica: mantenimento di colture embriogeniche, induzione, sviluppo e maturazione dell’embrione in vari sistemi modello vegetali (carota e tabacco). I semi artificiali. Propagazione clonale. Isolamento, coltura e fusione di protoplasti. La conservazione del germoplasma: conservazione del polline, di specie propagate vegetativamente e di specie propagate per seme. Impatto sull’agricoltura mondiale delle biotecnologie vegetali e della produzione di piante geneticamente modificate. Trasformazione delle piante. Tecniche per la trasformazione delle piante (trasformazione mediata da PEG, elettroporazione, tecnica biolistica, mediata da Agrobacterium sp, mediata da virus). Vettori usati nella trasformazione genetica delle piante e loro ottimizzazione. Ruolo della transgenesi negli studi di genomica funzionale. Esempi di utilizzo di colture cellulari e piante transgeniche come bioreattori per la produzione di sostanze utili(farmaci, enzimi industriali, biocarburanti).

Lo studente sarà ammesso all'esame dopo aver frequentato le attività del corso e consegnato la relazione sull'attività di laboratorio. L'esame sarà un compito scritto con quesiti relativi sia alla parte teorica che pratica del programma.

Lo studente sarà valutato sulla sua capacità di esporre in modo chiaro, conciso, critico e con la necessaria appropriatezza lessicale, gli argomenti in programma. L'impegno e i risultati della parte pratica peseranno per circa il 25% sul voto finale dell'esame.

Pasqua, Gabriella; Cozzolino, Salvatore, Biologia cellulare e biotecnologie vegetaliGabriella PasquaS. Cozzolino ... [et al.]. Padova: Piccin, 2011 Flavia Zucco e Vera Bianchi, Nozioni di Colture cellulari. : Lombardo editore, Mariottini G.L., Capicchioni V., Introduzione alle colture cellulari. : Tecniche nuove, Jennie P. Mather and David Barnes, Animal cell Culture Methods Methods in Cell Biology Vol 57. : Academic Press,

Saranno indicati dei libri di biotecnologie animali e vegetali cui fare riferimento. Durante le lezioni il docente indicherà i capitoli dei vari libri consigliati in cui sarà possibile reperire le informazioni relative alla lezione.