9796188 - TECNOLOGIE CELLULARI, MOLECOLARI E TERAPEUTICHE - BIOLOGIA, GENOMICA, GENETICA UMANA E MEDICA
Modulo TECNOLOGIE CELLULARI, MOLECOLARI - BIOLOGIA E GENOMICA

1)   1) Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine del corso, lo studente dovrà dimostrare di conoscere le basi teoriche e sperimentali delle principali tecnologie cellulari e molecolari.

Lo studente dovrà dimostrare di conoscere in termini generali le principali tecnologie per lo studio della genomica e della epigenomica e di applicare queste ultime per lo studio integrato della cellula e degli organismi viventi finalità di translabilità.

2)   2) Applicazione pratica delle conoscenze acquisite

Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di identificazione gli elementi essenziali di un esperimento biologico e ipotizzare le migliori tecnologie per lo svolgimento dello stesso.

Il corso è organizzato in 35 ore di didattica frontale tramite lezioni con l’ausilio di diapositive e filmati e 12 ore di esercitazione in laboratorio.

Attività teorico-pratiche ed esercitazioni organizzate con il supporto dei tutor

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Conoscenze della struttura e funzione delle cellule, del genoma e dell’epigenoma cellulare

· TECNICHE DI BIOLOGIA CELLULARE:

- allestimento e vita di una coltura cellulare

- colture di linee cellulari primarie ed immortalizzate

- tecniche di trasfezione di cellule di mammifero mediante metodi fisici e chimici

- principi generali della microscopia

· TECNICHE MOLECOLARI:

· TECNICHE DI ANALISI E SEPARAZIONE DEGLI ACIDI NUCLEICI

·       Estrazione e purificazione degli acidi nucleici da linee cellulari, fluidi biologici e biopsie

·       Tecniche spettrofotometriche per l’analisi del DNA e dell’RNA

· VETTORI DI CLONAGGIO

- definizione e ruolo dei principali componenti dei plasmidi procariotici ed

eucariotici.

· QUANTIFICAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA MEDIANTE PCR E REAL-TIME PCR

·       Metodi low- ed high-throughput ed analisi dei dati

· QUANTIFICAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA MEDIANTE ddPCR

· METODI PER LO STUDIO DELLA METILAZIONE DEL DNA

·       Metodi aspecifici

·       Metodi specifici

·       Modifiche del DNA con bisolfito

·       Pirosequenziamento

· METODI PER LO STUDIO DELLE MODIFICHE ISTONICHE

·       ChIP

·       Siti ipersensibili alle nucleasi

· TECNICHE PER LO STUDIO DEGLI RNA NON CODIFICANTI

·       microRNAs, circRNAs e lncRNAs

·       Identificazione di ncRNA attraverso metodiche in vitro ed in silico

·       Estrazione ed analisi di ncRNA

· INTERAZIONI TRA MACROMOLECOLE BIOLOGICHE

·       RNA binding proteins

·       Interazioni tra RBPs e ncRNAs

·       Interazioni fisiche e funzionali tra ncRNAs

· ANALISI BIOINFORMATICHE PER LO STUDIO DEI GENOMI E DEI TRASCRITTOMI

· EVOLUZIONE MOLECOLARE DEI GENI E DEI GENOMI

· ESERCITAZIONI DI LABORATORIO

Contributo dell’insegnamento agli obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile

Goal N. 3: salute e benessere

Target 3.d: Rafforzare la capacità di tutti i paesi, in particolare i paesi in via di sviluppo, per la prevenzione, la riduzione e la gestione dei rischi per la salute nazionale e globale

Modalità:

·         lezione frontale

·         esercitazione in laboratorio

1.       Francesco Amaldi, Piero Benedetti, Graziano Pesole, Paolo Plevani. Tecniche e metodi per la biologia molecolare. Zanichelli

2.       Massimo Romani. Epigenetica. Zanichelli

NOTA: E’ necessario utilizzare l’edizione più recente dei testi di riferimento.

Esame orale

La prova consiste in un colloquio in cui saranno poste 3 domande che vertono su almeno 3 diversi argomenti del programma. La prova permette di verificare: i) il livello di conoscenza dello studio integrato della cellula e degli organismi viventi, nonché delle tecnologie biomolecolari avanzate, comprese le tecnologie ricombinanti e l’utilizzo di animali transgenici, e di genetica classica e molecolare; ii) la capacità di applicare tali conoscenze per la risoluzione di problemi specifici inerenti lo studio della Biologia e della Genomica (problem solving ed autonomia di giudizio); iii) la chiarezza espositiva; iv) la proprietà di linguaggio scientifico.

Per l’attribuzione del voto finale si terrà conto dei seguenti parametri:

Voto 29-30 e lode: lo studente ha una conoscenza approfondita di Biologia e Genomica, riesce prontamente e correttamente a integrare e analizzare criticamente le situazioni presentate, risolvendo autonomamente problemi anche di elevata complessità; ha ottime capacità comunicative e padroneggia il linguaggio scientifico.

Voto 26-28: lo studente ha una buona conoscenza di Biologia e Genomica, riesce a integrare e analizzare in modo critico e lineare le situazioni presentate, riesce a risolvere in modo abbastanza autonomo problemi complessi ed espone gli argomenti in modo chiaro utilizzando un linguaggio scientifico appropriato;

Voto 22-25: lo studente ha una discreta conoscenza di Biologia e Genomica, anche se limitata agli argomenti principali; riesce a integrare e analizzare in modo critico ma non sempre lineare le situazioni presentate ed espone gli argomenti in modo abbastanza chiaro con una discreta proprietà di linguaggio;

Voto 18-21: lo studente ha la minima conoscenza di Biologia e Genomica, ha una modesta capacità di integrare e analizzare in modo critico le situazioni presentate ed espone gli argomenti in modo sufficientemente chiaro sebbene la proprietà di linguaggio sia poco sviluppata;

Esame non superato: lo studente non possiede la conoscenza minima richiesta dei contenuti principali dell’insegnamento. La capacità di utilizzare il linguaggio specifico è scarsissima o nulla e non è in grado di applicare autonomamente le conoscenze acquisite.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

1.    Descrivere le principali tecniche di purificazione degli acidi nucleici

2.    Descrivere le principali tecniche di colture cellulari

3.    In cosa consiste la tecnica della transfezione e come può essere utilizzata per dedurre la funzione di un gene

4.    Principali tecniche usate per lo studio dell’epigenetica

5.    Applicazioni bioinformatiche per lo studio dell’evoluzione di un genoma