Università degli studi dell'Insubria

MODULO DI TECNOLOGIE DEL DNA RICOMBINANTE

A.A. di erogazione 2017/2018

Laurea triennale in SCIENZE BIOLOGICHE
 (A.A. 2016/2017)
L'insegnamento è condiviso, tecnicamente "mutuato" con altri corsi di laurea, consultare il dettaglio nella sezione Mutuazioni
Anno di corso: 
2
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Settore disciplinare: 
GENETICA (BIO/18)
Crediti: 
6
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
56
Dettaglio ore: 
Lezione (40 ore), Laboratorio (16 ore)

Il Corso di Tecnologie del DNA ricombinante, è volto a fornire allo studente la conoscenza delle basi teoriche delle principali tecnologie ricombinanti e degli approcci sperimentali basati sulle medesime.

In particolare, i risultati di apprendimento per il corso in oggetto prevedono:

- La conoscenza delle basi teoriche ed operative nell’ambito delle principali tecnologie del DNA ricombinante (modulo di Tecnologie del DNA ricombinante).

- La capacità di elaborare un piano sperimentale nell’ambito della moderna ricerca in campo genetico e biologico-molecolare sulla base della conoscenza delle principali tecniche di manipolazione genetica (modulo di Tecnologie del DNA ricombinante).

- La capacità di acquisire una consapevole autonomia di giudizio e le adeguate competenze e strumenti per la comunicazione con riferimento ai contenuti del corso, necessarie per elaborare e sostenere argomentazioni nel campo di studi relativo all’insegnamento stesso, sotto forma di competenza e padronanza della materia di studio tali da effettuare un ragionamento critico e risolvere problematiche relative alla disciplina inerente il corso.

- La capacità di mettere in pratica protocolli sperimentali di base nel corso delle attività di laboratorio didattico e al tempo stesso sviluppare le capacità di lavoro di gruppo.

Si consiglia vivamente di accedere al corso di Tecnologie Ricombinanti con solide conoscenze di Citologia e Istologia, Chimica Organica e Genetica

TECNOLOGIE RICOMBINANTI -MODULO DI LEZIONI FRONTALI (5 CFU, 40 ore)
• Il DNA come molecola informazionale (2 ore)
• Aspetti storici e teorici del clonaggio molecolare (2 ore)
• Dai plasmidi naturali ai primi vettori di clonaggio (1 ora)
• Gli enzimi di restrizione e modificazione (1 ora).
• Procedure di clonaggio (2 ore)
• Preparazione ed analisi del DNA ricombinante (0,5 ore)
• Vettori di clonaggio di seconda e terza generazione. (2 ore)
• Vettori di clonaggio basati sui fagi lambda e P1, cosmidi, vettori PAC, YACs e BACs (2 ore)
• Saggi di ibridazione (1 ora)
• Applicazioni dell’ ibridazione molecolare-1: Southern, northern e zoo blot. Ibridazione su colonie ricombinanti (2 ore)
• Applicazioni dell’ ibridazione molecolare-2: FISH, RNA ISH, CGH, ibridazione su microarray (2 ore)
• Introduzione e applicazioni della PCR: Mutation screening e detection, screening di librerie, RT-PCR, clonaggio mediante PCR, DOP-PCR, PCR in situ. (3 ore)
• Real-time PCR e Digital PCR: aspetti teorici e applicazioni (2 ore)
• Introduzione alle librerie genomiche. Modalità di costruzione, complessità di una libreria. Librerie a cDNA (1,5 ore)
• Approcci di mutagenesi. (2 ore)
• Saggi di trasferimento genico in cellule eucariotiche (1 ora).
• Metodi per la definizione delle regioni regolative di un gene: Siti di ipersensibilità alla DNAsi, saggi di trasferimento genico con geni reporter, DNA footprinting, Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA) (3 ore)
• Introduzione agli organismi transgenici. Sistemi modello per la transgenesi. Metodi per la produzione e l’analisi di organismi transgenici murini (2 ore)
• Sistemi transgenici ad espressione regolata (2 ore)
• Approcci di gene targeting. Gene “knock-out” e “knock-in” in sistemi modello murini. Analisi del fenotipo e metodi per il gene “knock-out” condizionale (3 ore)
• Tecniche di genome editing: zinc-finger nucleasi, TALEN e CRISPR (1 ora)
• Mappe genetiche e marcatori molecolari (1 ore)
• Tecniche di DNA profiling (1 ora)

MODULO DI LABORATORIO DIDATTICO (1 CFU, 16 ore)
Il modulo di laboratorio è strutturato in 4 lezioni da 4 ore ciascuna. Complessivamente, il modulo prevede la pianificazione e la realizzazione da parte degli studenti di un esperimento di clonaggio molecolare in un vettore plasmidico di due frammenti di cDNA corrispondenti alla sequenza codificante completa di due geni umani.
Il programma sperimentale viene svolto con le seguenti modalità:
• 1a lezione: pianificazione della strategia sperimentale. Digestione con enzimi di restrizione del vettore e dei campioni di cDNA da clonare. Defosforilazione del vettore. Elettroforesi preparativa ed estrazione da gel delle bande di DNA.
• 2a lezione: Quantificazione dei campioni di DNA mediante elettroforesi analitica. Allestimento della reazione di ligazione. Trasformazione batterica.
• 3a lezione: valutazione dell’esito dell’esperimento di trasformazione. Prelievo di alcune colonie ed allestimento di un reazione di PCR diretta su colonia. Analisi del risultato mediante elettroforesi su gel. Inoculo delle colonie risultate positive all’analisi per PCR.
• 4a lezione: estrazione di DNA plasmidico dalle colture batteriche e analisi elettroforetica. Discussione dei risultati

Il testo consigliato per il modulo di Tecnologie ricombinanti è il Watson/Caudy/Myers/Witkowski “DNA ricombinante” – Zanichelli. Può essere prevista l’adozione di altri libri di testo per consultazione, la cui scelta è soggetta a variazione a seconda dell’introduzione di novità editoriali sul mercato dei testi universitari.
Il materiale didattico per le lezioni frontali di questo corso viene periodicamente aggiornato e consiste nelle slides che vengono presentate a lezione dal docente, nei supporti audiovisivi proiettati in aula e in articoli scientifici inerenti gli argomenti trattati a lezione.
Per il modulo di Tecnologie del DNA ricombinante, tutto il materiale didattico sopracitato viene messo a disposizione degli studenti sulla piattaforma e-learning e saranno inoltre inseriti sulla piattaforma e-learning esercizi di “brain training” inerenti un argomento trattato a lezione.
Per il modulo di laboratorio, vengono fornite schede tecniche e fascicoli con il programma sperimentale delle singole sessioni, eventualmente integrati da articoli scientifici.