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Francesca MACCARI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze della Vita sede ex-Biologia
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Insegnamento: Laboratorio di biologia sperimentale
Scienze biologiche (Offerta formativa 2020)
Obiettivi formativi
L’insegnamento di Laboratorio di Biologia Sperimentale (LABS) si propone di preparare lo studente ad affrontare dal punto di vista sperimentale un problema biologico, attraverso le prospettive e gli approcchi metodologici di cinque diverse discipline cardine delle Scienze biologiche quali la Biochimica, la Zoologia, la Biologia molecolare, l’Ecologia e la Microbiologia. Quale modello animale sono stati scelti invertebrati marini appartenenti al genere Mytilus.
Prerequisiti
Conoscenze di base in:
Biochimica, Zoologia, Biologia molecolare, Ecologia e Microbiologia
Programma del corso
Le attivita’ di laboratorio riguarderanno:
-La preparazione, l'esame e e la dissezione di mitili; la misurazione dei tessuti molli e delle conchiglie per determinare le relazioni allometriche e gli indici di condizione dei mitili. Il prelievo di campioni di tessuti di mitili da utilizzare nelle successive analisi microbiologiche, biochimiche e molecolari.
-L’applicazione della metodica del DNA barcoding per l’identificazione molecolare e bioinformatica di diverse specie di mitili. L’attività prevede: estrazione di DNA genomico totale, reazione a catena della polimerasi, elettroforesi su gel di agarosio, estrazione da gel degli amplificati, reazione di sequenziamento, analisi degli elettroroferogrammi, comparazione con database informatici.
-L’impiego di metodi analitici microbiologici per la determinazione di batteri patogeni e antibiotico resistenti nei mitili. Semina su terreni selettivi per l’isolamento dei batteri. Identificazione presuntiva dei batteri mediante prova della catalasi e ossidasi e identificazione biochimica di specie tramite il sistema Enterotube Pluri Test. Saggio in vitro degli antimicrobici (mediante tecnica di diffusione e E-Test) secondo le linee guida EUCAST.
-L’estrazione di DNA plasmidico da enterobatteri antibiotico-resistenti isolati durante il laboratorio di microbiologia, e la caratterizzazione dei plasmidi TEM 20 e TEM 52 che conferiscono antibiotico-resistenza ai beta-lattamici attraverso amplificazione mediante PCR e digestione diagnostica con enzimi di restrizione seguita da analisi elettroforetica su gel di agarosio.
-L’estrazione di proteine e glicosaminoglicani da Mytilus galloprovincialis, seguita da 1) Spettrofotometria: Dosaggio di proteine mediante metodo di Bradford e dosaggio colorimetrico di glicosaminoglicani e 2) Elettroforesi: SDS-PAGE di proteine, FACE di glicosaminoglicani.
Metodi didattici
Esperimenti ed attivita' di laboratorio
In base alla evoluzione dell'emergenza sanitaria verra' valutato se le esercitazioni di laboratorio verranno
svolte a piccoli gruppi in presenza e/o messe a disposizione in forma telematica.
Testi di riferimento
Materiale didattico fornito dai docenti durante i laboratori.
Verifica dell'apprendimento
Esame scritto basato su domande chiuse con risposte a scelta multipla su tutti gli argomenti svolti nei laboratori
In base all'evoluzione dell'emergenza sanitaria legata al Covid,
gli esami potrebbero essere svolti sempre in forma scritta ma in modalità telematica
Risultati attesi
Alla fine del corso gli studenti avranno acquisito:
Conoscenze teorico/pratiche sulle principali metodologie per lo studio di un organismo animale sotto i profili ecologico, zoologico, biochimico, molecolare e microbiologico. In particolare avranno approfondito come: a) determinare relazioni allometriche e gli indici di condizione; b) applicare il DNA barcoding per l’identificazione molecolare e bioinformatica delle specie; c) utilizzare metodi analitici microbiologici per la determinazione della presenza in un campione biologico di batteri patogeni ed antibiotico resistenti; d) estrarre DNA plasmidico da enterobatteri contaminanti antibiotico-resistenti e caratterizzare plasmidi che conferiscono antibiotico-resistenza ai beta-lattamici mediante l’utillizzo della PCR e degli enzimi di restrizione; e) estrarre proteine e glicosaminoglicani da campioni biologici ed eseguire analisi spettrofotometriche ed elettroforetiche per il dosaggio e la caratterizzazione di proteine e e glicosaminoglicani.
L’acquisizione delle conoscenze delle metodologie di base nelle diverse discipline biologiche consentirà agli studenti non solo di imparare ad utilizzare le attrezzature essenziali in dotazione in un laboratorio biologico, ma anche di acquisire la capacita’ di individuare e valutare autonomamente opzioni operative per la caratterizzazione e classificazione di organismi animali, e per l’estrazione e l’analisi di biomolecole.
Infine, le esercitazioni di laboratorio di gruppo contribuiscono a migliorare sia il grado di autonomia dello studente sia lo sviluppo/potenziamento delle sue competenze trasversali e delle sue soft skills.