Laboratorio di metodologie cellulari e molecolari

A.A. 2024/2025
10
Crediti massimi
120
Ore totali
SSD
BIO/10 BIO/13
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso ha la finalità di introdurre gli studenti all'uso delle principali metodologie per l'analisi delle macromolecole cellulari. Ci si focalizzerà sulla purificazione e caratterizzazione di DNA, RNA e proteine, sul clonaggio degli acidi nucleici in vivo e in vitro (PCR). Verranno anche prese in esame le metodiche di base e le principali applicazioni delle colture cellulari, inclusa la modificazione genetica delle cellule con geni clonati. Saranno inoltre descritti i criteri generali per il dosaggio dell'attività degli enzimi.
L'insegnamento del corso è suddiviso in lezioni frontali ed esercitazioni, la maggior parte delle quali svolte in laboratori didattici dedicati. Nell'attività di laboratorio verranno affrontate tecniche che consentono di isolare, quantificare e caratterizzare gli acidi nucleici e le proteine e comprenderanno differenti metodologie: spettroscopia (UV-visibile), elettroforesi su gel (SDS-PAGE, agarosio), tecniche di base di biologia molecolare e cellulare (DNA ricombinante, PCR, enzimi di restrizione, DNA plasmidico, tecniche di colture di cellule batteriche e cellule animali, tecniche di clonaggio, saggi enzimatici e di proteine).
Obiettivo specifico delle esercitazioni pratiche di laboratorio è quello di fornire agli studenti le competenze pratiche delle principali tecniche di base di biochimica, biologia cellulare e molecolare e di far loro acquisire le conoscenze per una corretta analisi dei risultati sperimentali.
Risultati apprendimento attesi
Al termine del corso, gli studenti dovranno possedere una buona conoscenza dei concetti e principi teorici delle principali tecniche utilizzate in biochimica, biologia molecolare e cellulare ed acquisire le competenze pratiche di base per potere applicare correttamente le fondamentali metodologie di laboratorio.
Corso singolo

Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.

Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre

Prerequisiti
Gli studenti devono avere assolto a tutti gli obblighi di propedeuticità indicati nel piano di studi: Biologia generale e cellulare, Genetica.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova scritta seguita da una prova orale, entrambe obbligatorie e svolte lo stesso giorno
Per sostenere la prova orale è necessario avere superato la prova scritta.
La prova scritta, della durata di 2 ore, è costituita da 30 domande (15 per ognuno dei due moduli) che comprendono:
1) quesiti a risposta multipla (60-70 %);
2) quesiti a breve risposta libera (15-20 %);
3) esercizi di tipo applicativo, aventi contenuti e difficoltà analoghi a quelli affrontati nell'attività di laboratorio (15-20 %) (per la soluzione di tali esercizi è ammesso l'uso di una calcolatrice).
Ogni quesito/esercizio consente di ottenere 1 punto. La prova scritta è superata se il punteggio totalizzato è uguale o superiore a 18.
La prova orale, in presenza di due docenti (uno per ognuno dei due moduli), è costituita da una interrogazione (3/4 domande) che, a partire dai contenuti della prova scritta, verterà su tutti gli argomenti trattati nel corso (lezioni e esercitazioni in laboratorio).
Entrambe le prove mirano ad accertare che lo studente abbia conoscenze teoriche e pratiche sulle principali metodologie cellulari e molecolari per la separazione e l'analisi di proteine e acidi nucleici, e le competenze per potere descrivere e applicare correttamente le tecniche di base di biochimica, biologia cellulare e molecolare affrontate nell'esperienza di laboratorio
Il voto finale dell'esame, espresso in trentesimi, risulterà dalla somma del punteggio ottenuto nella prova scritta e da quello ottenuto nella prova orale che potrà determinare un miglioramento o un peggioramento del voto ottenuto nello scritto in un range compreso tra ± 4 punti. In caso di non superamento dell'esame, lo studente dovrà risostenere interamente l'esame (sia la prova scritta che quella orale) in un appello successivo.
Modulo: Metodologie cellulari
Programma
La cellula come sistema sperimentale. Colture cellulari batteriche e colture di cellule animali: principi, applicazioni, strumentazione e metodologia.
Il clonaggio del DNA all'interno di una cellula: basi del clonaggio molecolare nelle cellule, endonucleasi di restrizione, ligazione, vettori per il clonaggio, trasformazione, screening delle colonie.
Il clonaggio per l'espressione genica: fattori che influenzano l'espressione, vettori d'espressione, sistemi cellulari per l'espressione dei geni (batteri, lievito, cellule di mammifero), marcatori e segnali, mutagenesi.
Silenziamento dell'espressione di un gene (knock-down genico) in sistemi cellulari: interferenza da RNA (siRNA), microRNA, oligonucleotidi morfolino
Metodi didattici
I docenti utilizzeranno: a) Lezioni frontali (3 CFU); b): attività sperimentale individuale e/o in piccoli gruppi in laboratorio multidisciplinare (2 CFU).
I docenti utilizzeranno la piattaforma Ariel per fornire il materiale didattico che consiste in: a) copia delle presentazioni power point utilizzate nelle lezioni frontali; b) dispense con la spiegazione delle procedure sperimentali da affrontare nell'attività di laboratorio; c) link di video tutorial sulle principali tecniche e metodologie utilizzate nell'attività sperimentale di laboratorio; d) copia delle schede tecniche e delle schede di sicurezza dei reagenti utilizzati nell'attività sperimentale di laboratorio.
La frequenza alle lezioni frontali e all'attività di laboratorio multidisciplinare è obbligatoria.
Materiale di riferimento
Dai geni ai genomi -Principi e applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante
Jeremy W. Dale, Malcom von Schantz and Nick Plant, Copyright © 2013 EdiSES
PRACTICAL SKILLS IN BIOMOLECULAR SCIENCES
R.Reed, D.Holmes, J.Weyers, A.Jones, Pearson 6th Ed 2022
Modulo: Metodologie molecolari
Programma
Tecniche generali di laboratorio
Principi generali delle tecniche di centrifugazione, cromatografiche, elettroforetiche e spettrofotometriche.
Tecniche di base per lo studio di proteine: estrazione, purificazione e metodi di dosaggio
Determinazione dell'attività enzimatica: criteri generali e principali metodi di dosaggio
Estrazione, purificazione e quantificazione di acidi nucleici.
Analisi di acidi nucleici mediante elettroforesi e blotting.
Librerie genomiche e a cDNA, metodi di screening delle librerie.
Il clonaggio molecolare senza cellule: la PCR. Reazione di PCR e sua ottimizzazione, progettazione dei primer, risoluzione dei problemi, clonaggio dei prodotti di PCR: tipi di PCR (PCR Long-Range, RT-PCR, PCR quantitativa o 'Real-Time'), applicazioni della PCR.
Analisi dell'espressione genica: Northern blot, RT-PCR, ibridazione in situ, geni reporter, studio del promotore, analisi del trascrittoma.
Metodi didattici
I docenti utilizzeranno: a) Lezioni frontali (2 CFU); b): attività sperimentale individuale e/o in piccoli gruppi in laboratori multidisciplinari (3 CFU).
I docenti utilizzeranno la piattaforma Ariel per fornire il materiale didattico che consiste in: a) copia delle presentazioni power point utilizzate nelle lezioni frontali; b) dispense con la spiegazione delle procedure sperimentali da affrontare nell'attività di laboratorio; c) link di video tutorial sulle principali tecniche e metodologie utilizzate nell'attività sperimentale di laboratorio; d) copia delle schede tecniche e delle schede di sicurezza dei reagenti utilizzati nell'attività sperimentale di laboratorio.
La frequenza alle lezioni frontali e all'attività di laboratorio multidisciplinare è obbligatoria.
Materiale di riferimento
Dai geni ai genomi -Principi e applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante
Jeremy W. Dale, Malcom von Schantz and Nick Plant, Copyright © 2013 EdiSES
PRACTICAL SKILLS IN BIOMOLECULAR SCIENCES
R.Reed, D.Holmes, J.Weyers, A.Jones, Pearson 6th Ed 2022
Moduli o unità didattiche
Modulo: Metodologie cellulari
BIO/13 - BIOLOGIA APPLICATA - CFU: 5
Esercitazioni: 32 ore
Lezioni: 24 ore
Turni:

Modulo: Metodologie molecolari
BIO/10 - BIOCHIMICA - CFU: 5
Esercitazioni: 48 ore
Lezioni: 16 ore
Turni:
Turno
Docenti: Aureli Massimo, Bassi Rosaria

Docente/i
Ricevimento:
Telefonare per concordare un appuntamento
LITA
Ricevimento:
su appuntamento da concordare via mail
Ricevimento:
previo appuntamento
LITA, Via Fratelli Cervi 93, Segrate, MI
Ricevimento:
Previo appuntamento da concordare via e-mail
LITA, Via F.lli Cervi 93 - 20054 Segrate (MI)