Laboratorio di metodologie cellulari e molecolari

A.A. 2019/2020
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.
Programma e organizzazione didattica

Single session

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
Al voto della prova scritta si potrà sommare un voto (da 0 a 2 punti) conseguito nella valutazione di una relazione scritta (facoltativa) relativa alla descrizione dei risultati ottenuti durante l'esperienza di laboratorio.
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 5th Ed.2016
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 5th Ed.2016
Moduli o unità didattiche
Modulo: Metodologie cellulari
BIO/13 - BIOLOGIA APPLICATA - CFU: 5
Esercitazioni: 32 ore
Lezioni: 24 ore

Modulo: Metodologie molecolari
BIO/10 - BIOCHIMICA - CFU: 5
Esercitazioni: 48 ore
Lezioni: 16 ore

Docente/i
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LITA
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L.I.T.A. - Segrate, Via fratelli Cervi 93, 20090 Segrate, Milano
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