ITALIANO

Conoscenze di base relative: al flusso dell’informazione genetica e dei principali meccanismi di regolazione (biologia molecolare) e alla biochimica delle proteine (biosintesi, struttura e funzione).

Il Corso è costituito da lezioni frontali 5 CFU e da attività di laboratorio didattico 1 CFU. Le lezioni in aula forniranno agli studenti una panoramica dello sviluppo delle tecnologie del DNA ricombinante fino agli approcci più recenti sviluppate con riferimenti ai problemi biologici per la risoluzione dei quali sono state concepite e perfezionate. Al termine di ciascun argomento il docente fornirà agli studenti un questionario per l’autovalutazione e/o esercizi da svolgere in gruppo, utilizzando banche dati e programmi per l’analisi delle sequenze di DNA.
Per le comunicazioni e il materiale didattico gli studenti potranno far riferimento alla sezione dedicata al corso presente sulla piattaforma Moodle di Scienze su www. learn.univpm.it
Il laboratorio didattico fornirà agli studenti la possibilità di effettuare autonomamente un piano sperimentale predefinito con l’ausilio di supporti telematici e attività sperimentali.
Le lezioni saranno erogate anche in collegamento streaming attraverso la piattaforma Teams (modalità telematica sincrona)
La frequenza del corso è fortemente consigliata.

Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di:
conoscere i principali metodi di manipolazione e clonaggio del DNA ed aver acquisito competenze teoriche/operative nell’ambito dello sviluppo delle principali tecnologie del DNA ricombinante;
essere in grado di sostenere e argomentare la scelta di un particolare sistema di espressione per la produzione di particolari classi di proteine ricombinanti;
aver acquisito un lessico specialistico appropriato;
aver compreso e correttamente interpretato un protocollo sperimentale (relativo all’attività di laboratorio)

Le competenze acquisite nell’ambito degli esercizi assegnati durante il corso dovranno permettere allo studente di:
essere in grado di raccogliere informazioni sulla proteina da produrre, analizzare e scegliere il miglior approccio per la produzione della proteina ricombinante;
valutare e prospettare soluzioni per risolvere problemi legati all’espressione di proteine eterologhe nei diversi sistemi biologici;
elaborare un piano sperimentale nell’ambito delle richieste biotecnologiche in ambito biologico, nutrizionale, medico e farmacologico.

Le esercitazioni di laboratorio e la relativa stesura della relazione, insieme alle discussioni sugli esercizi svolti durante il corso, contribuiranno a migliorare nello studente:
le capacità tecniche/strumentali
la capacità di comunicazione;
l’autonomia di giudizio;
l’apprendimento di un metodo procedurale per l’interpretazione dei risultati.

Principali campi di applicazione della tecnologia del DNA ricombinante. Generalità sugli organismi principalmente utilizzati per il clonaggio e l’espressione di molecole ricombinanti. Gli enzimi utili per la manipolazione del DNA e dell’RNA. Strumenti per il clonaggio: costruzione ed evoluzione vettori plasmidici e vettori su basati sul batteriofago Lambda. Fasi principali del clonaggio. Trasformazione artificiale dei batteri e trasduzione. Recenti strategie di clonaggio. Identificazione della colonia ricombinante mediante selezione positiva o negativa. Librerie genomiche e geniche. Vettori di espressione procariotici e loro caratteristiche. Ottimizzazione della espressione e della stabilità della proteina ricombinante. Proteine native ricombinanti e proteine di fusione, utilizzo dei vari TAG. Purificazione di proteine di fusione (GST, MBP, His). Il problema del folding e delle modificazioni post-traduzionali. Mutagenesi sito diretta e casuale. Le proteine ricombinanti e loro applicazioni in campo medico e biotecnologico. Phage display ed evoluzione guidata degli enzimi. Espressione genica in sistemi eucariotici (lieviti, cellule di insetto e di mammifero). Scelta della cellula ospite, vantaggi e svantaggi. Trasferimento di geni in cellule di diversa origine (elettroporazione, utilizzo di veicolanti-lipidici e vettori virali). Vettori virali per la terapia genica: costruzione evoluzione e produzione. Produzione di vaccini ricombinanti. Tecniche di editing genomico: nucleasi zinc-finger, TALEN e CRISPR/Cas9.

Esame orale, iscrizione da effettuare nell’area riservata dello studente.
Si segnala che non possono essere previste modalità di verifica differenziate per studenti frequentanti e non frequentanti.
Per gli di studenti con disabilità/invalidità o disturbo specifico di apprendimento (DSA), che abbiano fatto debita richiesta di supporto per affrontare lo specifico esame di profitto all’Info Point Disabilità/DSA dell’Ateneo. le modalità di esame saranno adattate alla luce di quanto previsto dalle linee guida di Ateneo (https://www.univpm.it/Entra/Accoglienza_diversamente_abili).
Il colloquio orale, della durata di circa 20/30 minuti sarà finalizzato all’accertamento dell’acquisizione da parte dello studente delle conoscenze e delle abilità attese previste dal corso. Sono previste circa 3 domande, la prima riguardante un argomento scelto dallo studente per valutarne la capacità comunicativa (chiarezza e terminologia appropriata)

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 e della capacità di sostenere adeguatamente la discussione sugli argomenti in esame. Nel corso dell’esame, sarà posta allo studente almeno una domanda relativa alla relazione di laboratorio.

La valutazione complessiva comporta l’attribuzione di un voto finale espresso in trentesimi di cui il 20% è assegnato alla prima domanda e l’80% suddiviso nelle restanti domande.
L’esame sarà valutato come superato con un punteggio di almeno 18/30.

Il voto finale si ottiene dalla valutazione iniziale del grado di conoscenza e comprensione previste per il corso, integrato dalla capacità dello studente di dimostrare una buona padronanza della materia, attraverso l’uso della terminologia tecnico-scientifica adeguata, chiarezza nell’esposizione e la capacità di fare collegamenti tra gli argomenti trattati durante il corso.
La lode verrà assegnata allo studente che dimostrerà un’ottima padronanza della materia attraverso l’elaborazione di argomentazioni teoriche ed operative tali da sostenere un’autonomia di giudizio e la possibilità di sviluppare un piano sperimentale biotecnologico sfruttando gli argomenti affrontati durante il corso.

Biotecnologie Molecolari Principi e Tecniche
Terry A. Brown
Seconda edizione italiana condotta sulla settima edizione inglese
Traduzione di G. Maga
Casa Editrice Zanichelli 2017- ISBN: 9788808320964
Tecniche e Metodi per la Biologia Molecolare
F. Amaldi, P. Benedetti, G. Pesole, P. Plevani
Casa Editrice Zanichelli I edizione 2020
Biologia molecolare del gene
James D. Watson, Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick
Ottava edizione italiana a cura di Paolo Plevani
Casa Editrice Zanichelli 2022
Ingegneria Genetica, principi e tecniche
S. Primrose, R. Twyman, B.Old
Zanichelli, 2004.
Molecular Biotechnology: Principles and Applications of Recombinant DNA
(ASM Books Book 34) (English Edition)
Bernard R. Glick e Cheryl L. Patten, 2017
Alcuni argomenti verranno integrati con manuali tecnici, articoli scientifici e review suggeriti dal docente depositati su http::// www.learn.univpm.it