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Alessandra RECCHIA
Professore Associato
Dipartimento di Scienze della Vita sede ex-Scienze Biomediche
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Insegnamento: Analisi omiche per lo studio dei sistemi biologici
Biotecnologie (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Le scienze “omiche” rappresentano una classe di discipline legate alla biologia molecolare, alla biochimica e alla genetica e vengono divise per argomenti, ad esempio genomica, trascrittomica, proteomica, metabolomica. L'obiettivo principale di questo corso è di fornire agli/alle studenti/esse la conoscenza dei diversi metodi/tecnologie high-throughput che generano enormi dati quali- e quantitativi relativi ai diversi livelli gerarchici della complessità biologica permettendo di avere una più approfondita conoscenza di un sistema biologico.
Per una più completa comprensione degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei risultati di apprendimento attesi a seguito dello svolgimento del presente percorso formativo.
Prerequisiti
Conoscenze di biochimica, chimica generale, fisica, genetica e biologia molecolare. Gli/Le studenti/sse dovranno essere in grado di interpretare semplici equazioni e grafici.
Programma del corso
Modulo Analisi Proteomiche (2CFU – 16 ore)- Federica Boraldi
- Preparazione del campione e pre-frazionamento proteico per analisi elettroforetiche (SDS PAGE; 2D-DIGE, 2D-PAGE; Blue Native PAGE).
- Colorazioni e analisi dell’immagine
- Western blot
- Spettrometria di massa e di massa tandem.
- Imaging mass spectrometry
- ELISA e Protein array
Modulo Analisi Chimico-Fisiche (2CFU – 16 ore)- Carlo Augusto Bortolotti
- Interazioni non covalenti in sistemi biologici
- Aspetti termodinamici dell’interazione fra biomolecole
- Cinetica chimica
- Metodi sperimentali per investigare interazioni fra biomolecole
- Principi di funzionamento della spettrometria di massa
Modulo Analisi Genomiche (2CFU – 16 ore) – Alessandra Recchia
-FISH, M-FISH, CGH array per verificare riarrangiamenti cromosomici
-SSCP, DHPLC, RFLP, ASO PCR, Cel-I assay per identificare mutazioni in omozigosi o eterozigosi
-MLPA semplice (per copy number variation e mutazioni) e methylation-sensitive MLPA per verificare la metilazione di determinate regioni del genoma. bisulfito sequencing per identificare regioni metilate nel genoma
-HUMARA test per verificare “skewed X inactivation” spesso correlata a patologie ereditarie
-Inverse PCR e LM-PCR per mappare DNA esogeno
-Pirosequencing, ion torrent, Illumina e applicazioni
Metodi didattici
L’insegnamento, diviso in tre moduli (16 ore per ciascun modulo) viene erogato mediante lezioni frontali in presenza che prevedono l’utilizzo di un approccio interattivo. Le lezioni vengono svolte con l’ausilio di mezzi audiovisivi. La frequenza non è obbligatoria come da regolamento didattico del CdS-L2. L’insegnamento è erogato in lingua italiana
Testi di riferimento
Le diapositive utilizzate a lezione e articoli scientifici saranno forniti in formato PDF.
Per il modulo di Analisi Chimico-Fisiche, i testi consigliati sono:
- Atkins, De Paula - Chimica Fisica Biologica – Zanichelli
- Kuryian, Konforti, Wemmer – The Molecules of Life – CRC Press
Verifica dell'apprendimento
L'apprendimento verrà valutato al termine dell’insegnamento mediante una prova orale semistrutturata secondo il calendario ufficiale degli appelli d’esame. Non sono previste valutazioni intermedie.
L’esame sarà:
-orale (circa 20 minuti) per il modulo di Analisi Proteomiche
- orale (circa 20 minuti) per il modulo di Analisi Chimico-Fisiche
- orale (circa 20 minuti) per il modulo di Analisi Genomiche
Il voto finale sarà la media dei voti ottenuti in ciascun modulo. Saranno valutati: il grado di conoscenza dei diversi temi affrontati nelle varie unità; la terminologia scientifica utilizzata; la capacità di collegare/integrare i vari argomenti. La verifica di apprendimento verrà programmata in modo da comprendere tutti e tre i moduli didattici nello stesso giorno e verrà considerata superata se lo studente supererà la soglia dei 18/30 su tutti e tre i moduli. A seguito di una prova non superata, o nel caso che la valutazione globale non venga accettata, lo studente dovrà risostenere le prove di tutti e tre i moduli. Non si potranno accettare valutazioni parziali.
Risultati attesi
A. Conoscenza e capacità di comprensione: Alla fine del corso lo/a studente/ssa avrà acquisito le conoscenze relative alla biologia del sistema e alle diverse tecnologie “omiche”. Lo/a studente/ssa acquisisce i principi di base della cinetica chimica e conoscenze necessarie alla comprensione delle interazioni fra proteine alla base di diversi metodi di indagine biochimica e biofisica di tecniche di modellazione di struttura e funzione delle molecole biologiche.
B. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Alla fine del corso lo/a studente/ssa sarà in grado di selezionare le tecnologie più adatte per la caratterizzazione qualitativa e quantitativa di sistemi biologici su scala omica, anche tramite analisi biochimiche e biofisiche. Inoltre, gli studenti saranno in grado di progettare e interpretare esperimenti multi-omici.
C. Autonomia di giudizio: Lo/a studente/ssa è in grado di comprendere e valutare criticamente protocolli sperimentali e dati sperimentali derivanti dalle tecniche di investigazione presentate durante il corso.
D. Abilità comunicative: lo/a studente/ssa migliora la sua capacità comunicativa in lingua italiana grazie al corretto uso di specifici termini scientifici e la capacità di riportare in modo sintetico le informazioni principali riguardanti uno specifico argomento.
E. Capacità di apprendimento: Le attività̀ descritte consentono allo/a studente/ssa di rafforzare l’autonomia nello studio e nel lavoro in laboratorio, e di affinare gli strumenti metodologici per sviluppare ulteriormente le proprie conoscenze, tramite percorsi formativi ulteriori o autoapprendimento.