Biotecnologie 1 e biotecnologie 2

A.A. 2021/2022
8
Crediti massimi
64
Ore totali
SSD
BIO/14
Lingua
Italiano
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.
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
BIOTECNOLOGIE 1

- INTRODUZIONE ALLE BIOTECNOLOGIE
Breve storia della biologia molecolare dalla scoperta del DNA fino alla nascita delle biotecnologie; esempi e applicazioni; regolamentazione delle biotecnologie.

- BASI DI BIOLOGIA MOLECOLARE
Organizzazione dei genomi di procarioti ed eucarioti; struttura e funzione del DNA, cromosomi, geni e cromatina; meccanismi di replicazione del DNA; inizio e terminazione della replicazione; riparazione; ricombinazione omologa; trasposoni; trascrizione del DNA a RNA; struttura e funzione dell'RNA; regolazione genica ed epigenetica; regolazione post-trascrizionale; traduzione dell'RNA a proteina; ribosomi e sintesi proteica; amminoacidi, legami peptidici, struttura e modularità delle proteine, smistamento delle proteine nei comparti cellulari; trasporto vescicolare; degradazione delle proteine; catalisi enzimatica; banche dati biologiche e bioinformatica.

- MANTENIMENTO DI COLTURE IN VITRO
Concetti base di ciclo cellulare e sistemi di controllo; terreni di coltura, supplementi e fattori di crescita; microorganismi di interesse per le biotecnologie; colture batteriche, cellule animali e vegetali; curve di crescita.

- ANALISI E MANIPOLAZIONE DI DNA E RNA
Tecnologie del DNA ricombinante; utilizzo di enzimi in biologia molecolare; estrazione degli acidi nucleici; elettroforesi su gel di agarosio; Southern blotting; principi di clonaggio, creazione e analisi di librerie genomiche; amplificazione del DNA mediante PCR; trascrizione inversa, RT-PCR e tecniche semi-quantitative; analisi dell'RNA; northern blotting; ibridazione in situ; trascrittomica; microarray; sequenziamento; identificazione di mutazioni; mutagenesi sito-specifica.

- ANALISI DELLE PROTEINE
Studio delle proteine tramite anticorpi: microscopia, citometria a flusso, western blotting, ELISA; saggi enzimatici; proteomica e analisi in spettrometria di massa.

BIOTECNOLOGIE 2

- ORGANISMI GENETICAMENTE MODIFICATI
Metodi di ingegneria genetica; generazione di costrutti ricombinanti; espressione eterologa di geni e silenziamento genico; studi funzionali sulle proteine; trasfezione e infezione; vettori virali; organismi transgenici; applicazioni e impatto ambientale.

- BIOTECNOLOGIE APPLICATE
Applicazioni delle biotecnologie in ambito industriale, farmaceutico, agronomico, medico; produzione di proteine di fusione e di proteine ricombinanti; bioreattori e fermentatori; produzione di farmaci biotecnologici; terapia genica; vaccini; metagenomica; diagnostica e rilevazioni ambientali; risanamento delle acque e dei terreni; produzione di biocarburanti; produzione di nuovi materiali biocompatibili; gestione dei rifiuti.
Prerequisiti
Propedeuticità di esami precedenti:
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.
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
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 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 e di collegamento.
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)