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C.I. TECNOLOGIE BIOMOLECOLARI - INGEGNERIA GENETICA
TIZIANA CACCIAMANI

Sede Scienze
A.A. 2016/2017
Crediti 6
Ore 48
Periodo 2^ semestre
Lingua ITA
Codice U-gov SM04 5S119

Prerequisiti

Il corso prevede un approccio multidisciplinare, quindi sono consigliate conoscenze di base in Biologia Molecolare, Microbiologia, Genetica, Bioinformatica e Biochimica.

Modalità di svolgimento del corso

Sono previste lezioni teoriche frontali per un totale di 4 crediti (32 ore) ed esercitazioni pratiche svolte in gruppo per un totale di 2 crediti (16 ore). Le esercitazioni prevedono la progettazione di un clonaggio in silico (aula informatica) e sperimentazione nei laboratori didattici. Il materiale del corso relativo alle lezioni frontali, istruzioni per le esercitazioni, inserimento delle relazioni di laboratorio, saranno disponibili su piattaforma Moodle nel sito dedicato alla didattica del Dipartimento della Vita e dell’Ambiente.

Risultati di apprendimento attesi

Conoscenze
L’insegnamento offre agli studenti: a) le basi teoriche e metodologiche utilizzate per produrre DNA ricombinante in diversi organismi; b) competenze di base sulle modalità di consultazione delle banche dati genetiche, proteiche e mediche, per progettare applicazioni in diversi ambiti biotecnologici; (c) illustra le norme vigenti sull’uso degli organismi geneticamente modificati. 

Capacità di applicare le conoscenze
Le conoscenze acquisite dovranno permettere agli studenti di: (a) eseguire sperimentalmente manipolazioni di base per il clonaggio, l’espressione e l’analisi dei geni, rispettando le norme di sicurezza; (b) progettare il clonaggio, l’espressione ed eventuali modifiche di un gene in diversi organismi, in funzione di particolari applicazioni in ambito medico, industriale, agroalimentare e ambientale; (c) valutare benefici e rischi legati agli organismi geneticamente modificati eventualmente prodotti.

Competenze trasversali
Le esercitazioni dirette a progettare il clonaggio, l’espressione ed eventuali modifiche di un gene in diversi organismi, in funzione di particolari applicazioni, svolte con strumenti informatici, contribuiranno a sviluppare le capacità di analizzare e sintetizzare informazioni, di formulare giudizi in autonomia, di risolvere problemi, lavorare in gruppo e migliorare le capacità comunicative. 

Programma

Contenuti (lezioni frontali, 4 CFU, 32 ore + esercitazioni, 2 CFU, 16 ore):
Fondamenti della Biotecnologia Molecolare 
Organismi procariotici ed eucariotici utilizzati nella biotecnologia molecolare; enzimi di restrizione ed enzimi necessari per le manipolazioni del DNA e dell’RNA; sequenziamento ed amplificazione del DNA; mutagenesi sito diretta per la manipolazione di proteine; utilizzo di banche dati e programmi per l’analisi delle sequenze di DNA. 
Sistemi procariotici 
Vettori plasmidici di clonaggio ed espressione ; metodi di trasformazione; vettori basati sui batteriofagi; metodi di trasfezione e selezione; costruzione di genoteche; produzione su larga scala di proteine ricombinanti. 
Sistemi eucariotici
Vettori di espressione, metodi di trasfezione e selezione utilizzati per i lieviti, le cellule d’insetto e cellule di mammifero; produzione di proteine ricombinanti nei sistemi eucariotici; principali vettori utilizzati per la terapia genica basata su molecole di DNA o RNA. 
Applicazioni biotecnologiche
Esempi: produzione di agenti terapeutici basati su acidi nucleici e proteine ricombinanti; sintesi di proteine ricombinanti utili per processi industriali, animali transgenici.
Esercitazioni:
Clonaggio ed espressione di un gene “in silico” da svolgere individualmente o in piccoli gruppi.
Clonaggio in pUC19 di un frammento DNA e analisi dei cloni.

Modalità di svolgimento dell'esame

Metodi di valutazione dell’apprendimento
L’esame consiste in un colloquio (prova orale). 

Criteri di valutazione dell’apprendimento
Durante la prova orale verranno formulate allo studente almeno tre domande per valutare le conoscenze teorico pratiche acquisite durante il corso, la capacità di presentare un argomento in modo chiaro ed appropriato e il grado di autonomia di giudizio raggiunto al termine del corso.  Nelle relazioni sulle attività di laboratorio (da consegnare, una settimana prima dell’esame) lo studente dovrà dimostrare di aver conseguito la capacità di applicare le conoscenze acquisite durante il corso, di saper formulare ed interpretare un protocollo operativo e saper valutare correttamente i risultati ottenuti.

Criteri di misurazione dell’apprendimento
La valutazione è espressa in trentesimi e nel caso lo studente dimostri un’eccellente preparazione è prevista l’assegnazione della lode. 
Lo studente per poter superare l’esame deve raggiungere un punteggio minimo di 18/30.

Criteri di attribuzione del voto finale
Trattandosi di un corso integrato il voto finale viene attribuito valutando complessivamente i risultati ottenuti nei singoli moduli. La lode può essere attribuita quando il punteggio ottenuto, per entrambi i moduli, raggiunga il valore di 30 e contemporaneamente lo studente abbia dimostrato, piena padronanza delle materie e ottima capacità di esposizione.
Per il modulo di Ingegneria Genetica è prevista l’assegnazione di un punteggio da 0 a 8 per ogni risposta ai quesiti proposti e da 0 a 6 punti per la relazione sull’attività in laboratorio. 

Testi consigliati

S. Primrose, R. Twyman, B.Old – Ingegneria Genetica, principi e tecniche- Zanichelli, 2004.
B.R. Glick, J.J. Pasternak – Biotecnologia Molecolare, principi e applicazioni del DNA ricombinante- Zanichelli, 1999.
Alcuni argomenti verranno integrati con manuali tecnici, articoli e review suggeriti dal docente e presenti in formato Pdf nel sito del corso. 

Corsi di laurea

• Biologia molecolare e applicata