Biotecnologie biomolecolari applicate

A.A. 2020/2021
11
Crediti massimi
112
Ore totali
SSD
BIO/10
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L' insegnamento si propone lo scopo di:
-sviluppare nello studente le competenze operative e le capacità critiche necessarie per la scelta e lo svolgimento della corretta metodologia analitica e/o preparativa nel campo delle biotecnologie molecolari (UD1).
-fornire le conoscenze fondamentali della composizione e struttura delle matrici alimentari come base per la comprensione delle modifiche naturali ed indotte a cui possono andare incontro, nonché delle biotecnologie molecolari volte al loro monitoraggio (UD2).
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere in grado di applicare le tecniche e le metodologie apprese per affrontare le problematiche sperimentali più frequenti, quali: separazione di organelli cellulari, estrazione e analisi di proteine da materiale vegetale, estrazione ed analisi di acidi nucleici, purificazione di enzimi, disegno ed esecuzione di amplificazione di DNA, clonaggio di un gene.Lo studente dovrà essere inoltre essere in grado di affrontare criticamente le problematiche relative all'uso delle biotecnologie molecolari applicate alla produzione ed analisi delle matrici alimentare.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Unità didattica Metodologie Biomolecolari
Il programma e il materiale di riferimento non subiranno cambiamenti.
L'esame si svolgerà in forma scritta utilizzando la piattaforma EXAM.NET + SEB in modalità webconference come indicato dalle linee guida di Ateneo o, laddove la regolamentazione lo consentisse, in presenza, sempre in forma scritta.

Unità didattica Biotecnologie Molecolari per gli Alimenti:
Metodi didattici: Le lezioni si terranno sulla piattaforma Microsoft Teams e potranno essere seguite sia in sincrono sulla base dell'orario del secondo semestre sia in asincrono perché saranno registrate e lasciate a disposizione degli studenti sulla medesima piattaforma. Il calendario delle lezioni e tutti i dettagli delle attività saranno pubblicati sulla bacheca ARIEL del corso entro l'inizio delle lezioni. Eventuali aggiornamenti saranno comunicati anche attraverso avvisi sulla bacheca di ARIEL.
Le modalità e i criteri per partecipare a eventuali lezioni in presenza secondo quanto verrà stabilito dall'Ateneo, saranno pubblicate per tempo sulla bacheca ARIEL del corso.
Programma e materiale di riferimento: Il programma e il materiale di riferimento non subiranno variazioni.
Modalità di verifica dell'apprendimento e criteri di valutazione: l'esame si svolgerà in forma orale utilizzando la piattaforma Microsoft Teams, secondo le indicazioni fornite dall'Ateneo.
Programma
Unità didattica Metodologie biomolecolari:
Il programma comprende i seguenti argomenti:
- Come muoversi in un laboratorio di biotecnologie molecolari (sicurezza, comportamento, attrezzature, etc.).
- Preparazione di soluzioni (soluzioni di uso comune; sistemi tampone; tamponi biologici; etc.).
- Solubilità di proteine e acidi nucleici (estrazione e precipitazione)
- Tecniche spettrofotometriche (quantificazione ed analisi spettroscopica di acidi nucleici e proteine, fluorimetria).
- Tecniche elettroforetiche: elettroforesi mono- e bi-dimensionale di proteine, elettroforesi di acidi nucleici (DNA genomico, frammenti di restrizione, RNA), blottaggio.
- Tecniche immunochimiche (Western e dot blotting, ELISA).
- Tecniche cromatografiche: tradizionali e minispin (gelfiltrazione, scambio ionico, interazione idrofobica, affinità).
- Saggi di attività enzimatica.
- Gli enzimi in biologia molecolare (nucleasi, ligasi, polimerasi, enzimi modificanti).
- Analisi di restrizione enzimatica
- PCR: end-point e real-time (criteri di progettazione di una reazione: disegno degli oligonucleotidi, temperature ottimali, titolazione di MgCl2).
- Ligazione di un frammento di restrizione in un plasmide di clonaggio. Trasformazione e selezione bianco/blu.
- Bioinformatica: bioinformatica come ausilio nel clonaggio di geni e nella PCR (banche dati, ricerca di sequenze per allineamento, posizione nel genoma, etc.).

Unità didattica Biotecnologie Molecolari per gli Alimenti:
1. Cenni di chimica e biochimica degli alimenti (1.5 CFU): Descrizione dei componenti molecolari che costituiscono gli alimenti e le materie prime. Verranno quindi descritte le proprietà intrinseche delle principali classi di molecole (proteine, polisaccaridi, lipidi) che costituiscono alcuni alimenti primari (latte, carne, uovo, cereali, legumi) ed il loro comportamento in sistemi di tessuti (es: muscolo, semi, etc.) ed in matrici alimentari.
2. Modificazioni biologiche e biotecnologiche degli alimenti (2.0 CFU): Descrizione a livello molecolare del ruolo delle principali reazioni chimiche e modificazioni strutturali a cui vanno incontro i maggiori componenti macromolecolari degli alimenti durante la trasformazione e conservazione degli alimenti (processi fisici, chimici, e biologici), anche in relazione alla capacità delle macromolecole di interagire tra loro, con il solvente, e con piccole molecole di rilevanza nutrizionale.
3. Metodiche biotecnologiche per l'analisi degli alimenti (1.5 CFU): Analisi degli alimenti basata sulla caratterizzazione delle macromolecole informazionali (DNA e proteine). Principi generali di analisi degli alimenti e campi di applicazione degli approcci biotecnologici. Procedimenti di estrazione ed isolamento di macromolecole (DNA, RNA e proteine) dal materiale alimentare a scopo analitico e diagnostico. Risoluzione delle problematiche relative alle interferenze della sostanze presenti nella matrice alimentare. Metodiche e tecnologie utilizzate per l'analisi degli acidi nucleici da matrici alimentari. Metodiche e tecnologie per l'analisi delle proteine presenti negli alimenti. Utilizzo di test per la determinazione di attività enzimatiche ed impiego delle tecniche immunochimiche.
Prerequisiti
ll corso richiede conoscenze preliminari delle proprietà strutturali delle proteine e degli acidi nucleici acquisibili nei corsi di "Biochimica" e di "Biologia Molecolare".
Metodi didattici
Unità didattica Metodologie biomolecolari:
Lezioni frontali: 24 ore
Esercitazioni di laboratorio a posto singolo: 48 ore
Le esercitazioni di laboratorio hanno frequenza obbligatoria

Unità didattica Biotecnologie Molecolari per gli Alimenti:
Lezioni frontali 40 ore (5 CFU)
Materiale di riferimento
Unità didattica Metodologie biomolecolari:
Diapositive del corso caricate sulla piattaforma ARIEL.
Materiale integrativo distribuito sulla piattaforma ARIEL.

Unità didattica Biotecnologie Molecolari per gli Alimenti:
Gigliotti-Verna. Biotecnologie alimentari, Piccin Editore.
Simpson-Nollet. Food Biochemistry and Food Processing. Blackwell Publisher
Diapositive del corso caricate sulla piattaforma ARIEL.
Materiale integrativo distribuito sulla piattaforma ARIEL.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Unità didattica Metodologie Biomolecolari:
L'esame può essere sostenuto solo dopo la presentazione del Quaderno di laboratorio relativo alle esperienze svolte durante il corso. Il voto finale comprenderà anche la valutazione del Quaderno di laboratorio.
La verifica dell'effettivo apprendimento avviene attraverso un esame finale scritto, della durata di 1 ora e 30 minuti, nel quale vengono proposte sei domande. Sarà valutato il raggiungimento degli obiettivi stabiliti dal corso tenendo conto della capacità del candidato di inquadrare con precisione gli argomenti, di averne una visione organica complessiva ed il possesso della proprietà di linguaggio specifico.
Per sostenere l'esame è necessario iscriversi entro il termine previsto sul SIFA.
La valutazione si esprime mediante voto in trentesimi.
Il voto viene comunicato ad ogni singolo studente mediante e-mail generata automaticamente dal sistema di verbalizzazione di ateneo.

Unità didattica Biotecnologie Molecolari per gli Alimenti:
esame orale basato sulla esposizione e discussione degli argomenti trattati durante il corso. L'esame può essere sostenuto, previo appuntamento con il docente, da richiedere per e-mail, dopo essersi iscritti ad un appello sulla piattaforma SIFA.
La verifica di apprendimento sarà valutata secondo i seguenti criteri:
1. Prova della comprensione degli argomenti trattati durante le lezioni e le esercitazioni di laboratorio
2. Capacità di esporre, in modo critico e integrato, i concetti a livello molecolare del ruolo delle principali reazioni chimiche e modificazioni strutturali a cui vanno incontro i maggiori componenti macromolecolari degli alimenti durante la trasformazione e conservazione degli alimenti (processi fisici, chimici, e biologici), anche in relazione alla capacità delle macromolecole di interagire tra loro e con il solvente.
3. Conoscenza delle metodologie di laboratorio per la realizzazione e comprensione degli interventi biotecnologici sugli alimenti
4. Terminologia corretta
5. Completezza delle risposte
Moduli o unità didattiche
Unità didattica: Biotecnologie molecolari per gli alimenti
BIO/10 - BIOCHIMICA - CFU: 5
Lezioni: 40 ore

Unità didattica: Metodologie biomolecolari
BIO/10 - BIOCHIMICA - CFU: 6
Esercitazioni di laboratorio a posto singolo: 48 ore
Lezioni: 24 ore
Docente: Magni Chiara

Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
Ufficio docente (DeFenz sez. Scienze Chimiche e Biomolecolari, 1° piano)
Ricevimento:
Esclusivamente su appuntamento (e-mail)
edificio 21040 (palazzina ex DISMA), 1° piano