TECNOLOGIE RICOMBINANTI

A.A. di erogazione 2020/2021

Laurea triennale in BIOTECNOLOGIE
 (A.A. 2018/2019)
L'insegnamento è condiviso, tecnicamente "mutuato" con altri corsi di laurea, consultare il dettaglio nella sezione Mutuazioni
Anno di corso: 
3
Tipologia di insegnamento: 
Affine/Integrativa
Settore disciplinare: 
GENETICA (BIO/18)
Lingua: 
Italiano
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 di ingegneria genetica e degli approcci sperimentali basati sulle medesime. Il Corso è strutturato su due moduli didattici distinti, costituiti da lezioni frontali e da attività di laboratorio didattico. Le lezioni in aula forniranno agli studenti una panoramica molto ampia delle svariati tecnologie del DNA ricombinanti sviluppate nelle ultime quattro decadi, abbinate al costante riferimento ai problemi biologici per la risoluzione dei quali sono state concepite e perfezionate. Il modulo di laboratorio didattico fornirà agli studenti la possibilità di effettuare autonomamente un piano sperimentale predefinito e relativo ad una tematica di genetica molecolare, in un moderno laboratorio di biologia molecolare opportunamente equipaggiato. In virtù dell’assiduo e continuo supporto tecnologico fornito dalle attuali metodiche del DNA ricombinante in tutti i campi delle moderne biotecnologie, il corso in questione rappresenta una fonte imprescinbibile di conoscenza in totale coerenza con le finalità del corso di laurea in Biotecnologie.

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

• dimostrare competenze teoriche e operative nell’ambito delle principali tecnologie del DNA ricombinante
• 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.
• effettuare ricerche bibliografiche e di sintetizzare le informazioni reperite in forma di presentazione orale e visuale.
• conseguire una consapevole autonomia di giudizio e adeguate competenze e strumenti per la comunicazione con riferimento agli approcci sperimentali e principali acquisizioni scientifiche nell’ambito delle scienze genomiche.
• 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.

Si richiedono conoscenze approfondite di Citologia e Istologia, Biologia Molecolare e Genetica. E’ inoltre richiesta una buona conoscenza della lingua inglese, per comprendere testi e pubblicazioni suggeriti agli studenti come letture di approfondimento e per la comprensione di filmati proiettati nel corso delle lezioni.

LEZIONI FRONTALI (5 CFU, 40 ORE)

• Il DNA come molecola informazionale
• Strategie di clonaggio molecolare: riepilogo
• Strategie di clonaggio di seconda generazione
• Vettori di clonaggio plasmidici di seconda e terza generazione.
• Vettori di clonaggio lambda e P1, cosmidi, vettori PAC, YACs e BACs. Vettori virali
• Saggi di ibridazione: teoria
• Applicazioni dei saggi di ibridazione-1: Southern, northern e zoo blot. Ibridazione su colonie ricombinanti
• Applicazioni dei saggi di ibridazione-2: FISH, RNA ISH, CGH, ibridazione su microarray
• Applicazioni della PCR: mutation screening e detection, screening di librerie, RT-PCR, clonaggio mediante PCR, DOP-PCR.
• Real-time PCR e Digital PCR: aspetti teorici e applicazioni
• Amplificazione del genoma tramite PCR: DOP-WGA e Multiple Displacement Amplification (MDA)
• Introduzione alle librerie genomiche. Modalità di costruzione, complessità di una libreria. Librerie a cDNA
• Approcci di mutagenesi.
• Saggi di trasferimento genico in cellule eucariotiche
• 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), Chromatin conformation Capture (CCC)
• Introduzione agli organismi transgenici. Metodi per la produzione e l’analisi di organismi transgenici murini
• Sistemi transgenici ad espressione regolata
• Approcci di gene targeting. Gene “knock-out” e “knock-in” in sistemi modello murini. Analisi del fenotipo e metodi per il gene “knock-out”
• Ingegneria cromosomica
• Tecniche di genome editing: zinc-finger nucleasi, TALEN e CRISPR/Cas9
• Mappe genetiche e marcatori molecolari
• Tecniche di DNA profiling

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 teorica e la realizzazione da parte degli studenti di un piano sperimentale che comprenderà l’analisi mediante PCR dell’esito di un esperimento di clonaggio, l’estrazione da cellule batteriche e l’analisi di DNA ricombinante mediante digestione con enzimi di restrizione, il trasferimento genico mediante transfezione transiente della molecola di DNA ricombinante di interesse in cellule umane in coltura, la valutazione del livello di espressione del gene traferito mediante real-time PCR ed infine la validazione dei risultati mediante analisi con microscopia a fluorescenza delle cellule transfettate.

Il corso prevede sia lezioni frontali (5 CFU) che esercitazioni di laboratorio (1 CFU). Nelle ore di lezione frontale il trattamento degli argomenti è svolto con l’ausilio di presentazioni Power Point proiettate in aula, integrate dalla proiezione di filmati didattici. Un’apposita sezione di domande “brain training” sarà caricata a cadenza regolare sulla piattaforma elearning per fornire allo studente uno strumento di autovalutazione periodica del proprio livello di conoscenza e apprendimento degli argomenti trattati a lezione. Il modulo di Laboratorio Didattico si terrà nel Laboratorio di Biologia Sperimentale situato al piano viola presso il Dipartimento di Biotecnologie e Scienze della Vita, in via JH Dunant 3 a Varese. Nel corso del modulo di laboratorio, ad ogni studente viene assegnata una postazione per lo svolgimento autonomo degli esperimenti. Viene inoltre fornito ad ogni studente un fascicolo per ogni singola esercitazione da svolgere. Nel corso del modulo di laboratorio è assicurata l’assistenza continua in aula da parte del docente e di uno o più esercitatori. Si ricorda agli studenti che la frequenza dei laboratori didattici è obbligatoria e che è consentita l’assenza solo per un numero di ore non superiori al 25% dello svolgimento del programma didattico di laboratorio. Gli studenti dovranno presentarsi alle lezioni di laboratorio didattico muniti di camice da laboratorio. Inoltre, gli studenti che presentino allergie o intolleranze a farmaci o altre molecole che possano essere presenti in un laboratorio di ricerca devono tassativamente informarne il docente prima dell’inizio del modulo didattico di laboratorio.

L’apprendimento viene verificato mediante un approfondito colloquio orale, della durata di circa 25/30 minuti, finalizzato all’accertamento dell’acquisizione da parte dello studente delle conoscenze e delle abilità attese sulla base del contenuto del syllabus
Il giudizio finale terrà conto del livello di conoscenza acquisita dallo studente in relazione al contenuto del corso e dell’esattezza e della qualità delle risposte (50%), della capacità di motivare adeguatamente le affermazioni sostenute e al tempo stesso di sostenere adeguatamente la discussione sugli argomenti in esame (30%), e dell’abilità comunicativa mostrata durante il colloquio (20%). Nel corso dell’esame, sarà posta allo studente almeno una domanda relativa al modulo didattico di laboratorio. La valutazione complessiva comporta l’attribuzione di un voto finale espresso in trentesimi e definito sulla base dei criteri sopra descritti. L’esame sarà valutato come superato con un punteggio di almeno 18/30.

Si consiglia la consultazione di uno dei seguenti testi:
1) Watson/Caudy/Myers/Witkowski “DNA ricombinante” – Zanichelli.
2) Maccarone M. “Metodologie biochimiche e biomolecolari” Zanichelli
3) Strachan-Read “Genetica molecolare umana” Zanichelli

Può essere prevista l’adozione di altri libri di testo o articoli scientifici 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. 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.

Il docente è disponibile ad approfondire gli argomenti trattati a lezione o gli aspetti organizzativi inerenti al corso previo appuntamento telefonico o via e-mail.
Telefono: ++39-0332-421512.
Indirizzo email: francesco.acquati@uninsubria.it.

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A.A. 2020/2021

Anno di corso: 3
Curriculum: INDIRIZZO GENERALE

A.A. 2019/2020

Anno di corso: 3
Curriculum: INDIRIZZO GENERALE

A.A. 2017/2018

Anno di corso: 3
Curriculum: INDIRIZZO GENERALE

A.A. 2016/2017

Anno di corso: 3
Curriculum: BIOTECNOLOGIE SANITARIE
Anno di corso: 3
Curriculum: BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI CELLULARI

A.A. 2015/2016

Anno di corso: 3
Curriculum: BIOTECNOLOGIE SANITARIE
Anno di corso: 3
Curriculum: BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI CELLULARI