Biotecnologie 1 e biotecnologie 2
A.A. 2021/2022
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze base di biologia molecolare e di introdurre le principali metodologie per lo studio di DNA, RNA e proteine. Verrà inoltre illustrata la tecnologia del DNA ricombinante e le sue molteplici applicazioni in ambito biotecnologico, dalla fabbricazione di farmaci e biocarburanti, alla diagnostica, al miglioramento delle specie agrarie, al risanamento ambientale.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento lo studente saprà descrivere con adeguata terminologia i meccanismi molecolari utilizzati dalle cellule per sintetizzare le biomolecole; saprà identificare, tra le tecniche apprese, quelle più appropriate a una determinata applicazione biotecnologica; sarà in grado di inquadrare il contributo delle biotecnologie nei processi produttivi e nella gestione di problematiche ambientali.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
In relazione alle modalità di erogazione delle attività formative per l'a.a. 2021/22, verranno date indicazioni più specifiche nei prossimi mesi, in base all'evoluzione della situazione sanitaria.
Programma
MODULO: BIOTECNOLOGIE 1
- INTRODUZIONE ALLE BIOTECNOLOGIE
Breve storia delle biotecnologie; princìpi di biologia molecolare; possibili ambiti applicativi delle biotecnologie.
- DNA E INFORMAZIONE GENETICA
Struttura e funzione del DNA; replicazione; meccanismi di riparazione del DNA.
- GENI ED ESPRESSIONE GENICA
Struttura e funzione dell'RNA; trascrizione; organizzazione dei geni; traduzione e sintesi proteica.
- REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA
Livelli di regolazione in procarioti ed eucarioti; funzione degli elementi genici; regolazione genica ed epigenetica.
- PROCESSAMENTO DELLE PROTEINE
Struttura e folding delle proteine; destino delle proteine; modificazioni post-traduzionali.
- TRASFERIMENTO GENICO ORIZZONTALE
Trasformazione; coniugazione e trasduzione; plasmidi e loro elementi costitutivi; batteri e batteriofagi.
- ESTRAZIONE E AMPLIFICAZIONE DEGLI ACIDI NUCLEICI
Tecniche di campionamento; estrazione e conservazione di DNA e RNA; reazione di polimerizzazione a catena; principi di elettroforesi su gel; metodi di misurazione e rilevazione.
- TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE
Strumenti molecolari per il clonaggio; progettazione e utilizzo di vettori plasmidici; coltura; trasformazione e selezione di batteri; sequenziamento di geni.
- LO STUDIO DEI GENOMI
Vettori di clonaggio; generazione e selezione di librerie; sequenziamento e assemblaggio di genomi; sequenziamento di ultima generazione; tecnologia basate su microarray; analisi di sequenze.
- ESPRESSIONE DI PROTEINE RICOMBINANTI
Vettori di espressione; sistemi cellulari di espressione; mutagenesi sito-specifica; proteine e peptidi di fusione; costrutti reporter; purificazione di proteine ricombinanti; metodi di rilevazione elle proteine; metodi di trasfezione.
MODULO: BIOTECNOLOGIE 2
- PRODUZIONE DI FARMACI BIOTECNOLOGICI
Tecnologie di produzione di proteine terapeutiche; fasi industriali di produzione di un prodotto biotecnologico; produzione di anticorpi monoclonali.
- GENERAZIONE DI ANIMALI TRANSGENICI
Modalità di generazione; genotipizzazione e selezione; utilizzo come biofermentatori nella produzione di farmaci; tecniche di generazione di knock-out condizionali e inducibili.
- VIRUS; VETTORI VIRALI E TERAPIA GENICA
Caratteristiche e meccanismi di infezione dei virus; utilizzo e sicurezza dei vettori virali; modalità di terapia genica.
- BIOTECNOLOGIE E COVID-19
Caratteristiche del coronavirus SARS-CoV-2; rilevazione del virus nei fluidi biologici e nei campioni ambientali; sviluppo di vaccini.
- BIOTECNOLOGIE VEGETALI
Selezione artificiale; ibridazione e mutagenesi indotta; colture vegetali in vitro; tecniche per la generazione di piante geneticamente modificate; biofortificazione e produzione di alimenti funzionali; produzione di colture utili in ambito agroalimentare; OGM nell'ambiente e nell'alimentazione.
- MICROORGANISMI E AMBIENTE
Strategie microbiche di degradazione; plasmidi degradativi e biorisanamento; biosensori e monitoraggio ambientale; metagenomica e studio delle comunità microbiche; identificazione di enzimi utili in ambito industriale; colture in camere di diffusione.
- BIOTECNOLOGIE E BIOENERGIE SOSTENIBILI
Sviluppo di energie rinnovabili dalle biomasse; generazioni di biocombustibili; microalghe.
- INTRODUZIONE ALLE BIOTECNOLOGIE
Breve storia delle biotecnologie; princìpi di biologia molecolare; possibili ambiti applicativi delle biotecnologie.
- DNA E INFORMAZIONE GENETICA
Struttura e funzione del DNA; replicazione; meccanismi di riparazione del DNA.
- GENI ED ESPRESSIONE GENICA
Struttura e funzione dell'RNA; trascrizione; organizzazione dei geni; traduzione e sintesi proteica.
- REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA
Livelli di regolazione in procarioti ed eucarioti; funzione degli elementi genici; regolazione genica ed epigenetica.
- PROCESSAMENTO DELLE PROTEINE
Struttura e folding delle proteine; destino delle proteine; modificazioni post-traduzionali.
- TRASFERIMENTO GENICO ORIZZONTALE
Trasformazione; coniugazione e trasduzione; plasmidi e loro elementi costitutivi; batteri e batteriofagi.
- ESTRAZIONE E AMPLIFICAZIONE DEGLI ACIDI NUCLEICI
Tecniche di campionamento; estrazione e conservazione di DNA e RNA; reazione di polimerizzazione a catena; principi di elettroforesi su gel; metodi di misurazione e rilevazione.
- TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE
Strumenti molecolari per il clonaggio; progettazione e utilizzo di vettori plasmidici; coltura; trasformazione e selezione di batteri; sequenziamento di geni.
- LO STUDIO DEI GENOMI
Vettori di clonaggio; generazione e selezione di librerie; sequenziamento e assemblaggio di genomi; sequenziamento di ultima generazione; tecnologia basate su microarray; analisi di sequenze.
- ESPRESSIONE DI PROTEINE RICOMBINANTI
Vettori di espressione; sistemi cellulari di espressione; mutagenesi sito-specifica; proteine e peptidi di fusione; costrutti reporter; purificazione di proteine ricombinanti; metodi di rilevazione elle proteine; metodi di trasfezione.
MODULO: BIOTECNOLOGIE 2
- PRODUZIONE DI FARMACI BIOTECNOLOGICI
Tecnologie di produzione di proteine terapeutiche; fasi industriali di produzione di un prodotto biotecnologico; produzione di anticorpi monoclonali.
- GENERAZIONE DI ANIMALI TRANSGENICI
Modalità di generazione; genotipizzazione e selezione; utilizzo come biofermentatori nella produzione di farmaci; tecniche di generazione di knock-out condizionali e inducibili.
- VIRUS; VETTORI VIRALI E TERAPIA GENICA
Caratteristiche e meccanismi di infezione dei virus; utilizzo e sicurezza dei vettori virali; modalità di terapia genica.
- BIOTECNOLOGIE E COVID-19
Caratteristiche del coronavirus SARS-CoV-2; rilevazione del virus nei fluidi biologici e nei campioni ambientali; sviluppo di vaccini.
- BIOTECNOLOGIE VEGETALI
Selezione artificiale; ibridazione e mutagenesi indotta; colture vegetali in vitro; tecniche per la generazione di piante geneticamente modificate; biofortificazione e produzione di alimenti funzionali; produzione di colture utili in ambito agroalimentare; OGM nell'ambiente e nell'alimentazione.
- MICROORGANISMI E AMBIENTE
Strategie microbiche di degradazione; plasmidi degradativi e biorisanamento; biosensori e monitoraggio ambientale; metagenomica e studio delle comunità microbiche; identificazione di enzimi utili in ambito industriale; colture in camere di diffusione.
- BIOTECNOLOGIE E BIOENERGIE SOSTENIBILI
Sviluppo di energie rinnovabili dalle biomasse; generazioni di biocombustibili; microalghe.
Prerequisiti
Propedeuticità di esami precedenti:
Farmacologia 1 e Farmacologia 2
Biochimica
Farmacologia 1 e Farmacologia 2
Biochimica
Metodi didattici
Lezioni frontali in aula con il supporto di diapositive e video. Verranno anche discussi articoli scientifici inerenti a tematiche biotecnologiche di particolare interesse. Durante il corso verranno inoltre proposti test a risposta multipla (non vincolanti e senza voto) per valutare il progressivo apprendimento dei concetti di base.
Materiale di riferimento
Diapositive presentate dal docente, materiale supplementare in formato digitale, lezioni registrate (disponibili sul sito ARIEL).
Libro di testo (consigliato):
- "Biotecnologie molecolari. Principi e tecniche" - Terry A. Brown - Ed. Zanichelli
Libri di testo per consultazione (facoltativi):
- "L'essenziale di biologia molecolare della cellula" - Alberts et al. - V Edizione 2020 - Ed. Zanichelli
- "Biotecnologie sostenibili" - Galbiati et al. - Ed. Edagricole
- "Microbiologia agroambientale" - Biavati, Sorlini - Casa Editrice Ambrosiana
Libro di testo (consigliato):
- "Biotecnologie molecolari. Principi e tecniche" - Terry A. Brown - Ed. Zanichelli
Libri di testo per consultazione (facoltativi):
- "L'essenziale di biologia molecolare della cellula" - Alberts et al. - V Edizione 2020 - Ed. Zanichelli
- "Biotecnologie sostenibili" - Galbiati et al. - Ed. Edagricole
- "Microbiologia agroambientale" - Biavati, Sorlini - Casa Editrice Ambrosiana
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Esame orale unico per entrambi i moduli. Durante il colloquio, della durata di circa 20 minuti, lo studente sarà invitato a presentare brevemente un articolo di letteratura scientifica inerente alle biotecnologie, consigliato dal docente durante il corso o scelto dallo studente e preventivamente approvato dal docente. Verrà inoltre richiesto di descrivere alcuni meccanismi base di biologia molecolare e tecniche di analisi apprese durante il corso. Saranno valutate le proprietà di linguaggio tecnico/scientifico, la padronanza della materia, le capacità di ragionamento, collegamento e contestualizzazione.
Moduli o unità didattiche
Unità didattica: Biotecnologie 1
BIO/14 - FARMACOLOGIA - CFU: 4
Lezioni: 32 ore
Unità didattica: Biotecnologie 2
BIO/14 - FARMACOLOGIA - CFU: 4
Lezioni: 32 ore
Docente/i
Ricevimento:
Previo appuntamento via email
Ufficio in Via Balzaretti 9 (terzo piano)