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Vincenzo ZAPPAVIGNA
Professore Ordinario
Dipartimento di Scienze della Vita sede ex-Biologia
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Insegnamento: Metodologie di analisi biomolecolari e genomiche
Biologia sperimentale e applicata (Offerta formativa 2022)
Obiettivi formativi
Al termine del corso lo studente dovrebbe avere acquisito le conoscenze relative alle metodiche avanzate per l'analisi di acidi nucleici e proteine e le loro applicazioni per studi che prevedano approcci biologico-molecolari, genetici e di genomica funzionale.
Prerequisiti
Conoscenze generali di chimica e chimica biologica. Conoscenze generali di biologia cellulare, biologia dello sviluppo, genetica e biologia molecolare
Programma del corso
Vettori plasmidici per il clonaggio del DNA. Clonaggio di regioni genomiche (0,5 CFU - 4 ore). Sequenziamento DNA e strategie di sequenziamento dei genomi (0,5 CFU - 4 ore).
Analisi dell’espressione genica a livello dei mRNA. Analisi del trascrittoma e dell’mRNA in situ. Clonaggio di un cDNA (0,5 CFU - 4 ore).
PCR-Analisi dell’espressione genica mediante RT-PCR e qRT-PCR (0,5 CFU - 4 ore).
Mutagenesi mediante PCR e clonaggio mediante PCR. Progettazione di clonaggio di un cDNA in un vettore di espressione. Espressione di proteine in procarioti ed eucarioti. Silenziamento genico (1CFU - 8 ore).
Metodologie per l’analisi di interazione tra proteine. Analisi interazioni proteine DNA in vivo (1CFU - 8 ore).
Utilizzo delle metodologie di biologia molecolare a fini diagnostici. FISH, Analisi di una mutazione mediante RFLP, DHPLC, SSCP e MLPA. HUMARA test. (0.5CFU, 4 ore)
Next generation sequencing (NGS): pirosequenziamento, Ion Torrent e Illumina. Bisulfite-sequencing per identificare regioni metilate nel genoma correlate
all’espressione genica. (0.5 CFU, 4 ore).
Generazione di modelli animali per studi di genomica funzionale: Transgenici, Knock-in e knock-out (0.5 CFU 4 ore)
Manipolazione del genoma mediante CRISPR Cas9 con applicazioni (0.5CFU, 4 ore)
Metodi didattici
L’insegnamento viene erogato mediante lezioni ed esercitazioni frontali in presenza con l’ausilio di presentazioni in Power Point. È obbligatoria la frequenza al 75% delle lezioni. Valori di frequenza inferiori al 75% non consentono di ottenere la firma di frequenza e quindi l’iscrizione all’appello d’esame, nel quale si effettua la verifica dell’apprendimento. La presenza alle lezioni viene verificata mediante il portale per la gestione delle presenze degli studenti EasyBadge.
L’insegnamento è erogato in lingua italiana.
Testi di riferimento
Biotecnologie molecolari. T.A. Brown Zanichelli
Presentazioni Powerpoint fornite dal docente
Verifica dell'apprendimento
Metodi:
L’apprendimento da parte degli studenti verrà valutato con un esame orale in presenza dei due docenti del corso durante il quale lo studente dovrà dimostrare la capacita' di utilizzare le conoscenze acquisite riguardo alle tecniche di laboratorio per mettere a punto strategie di sperimentazione biologica che prevedano approcci di biologico-molecolari e di genomica funzionale.
Tempi:
la durata media dell'esame orale sarà di circa 30 minuti totali per studente.
Risultati attesi
Al termine dell’insegnamento ci si attende che lo studente abbia acquisito la conoscenza delle principali metodiche di analisi molecolare, genomiche e bioinformatiche necessarie per analizzare e interpretare dati biologici.
Conoscenza e capacità di comprensione:
-descrivere le tecniche biomolecolari/genomiche e biomolecolari diagnostiche trattate a lezione
-descrivere i tre sistemi di sequenziamento NGS trattati a lezione
-descrivere come ottenere modelli murini transgenici, Knock-in e Knock-out
-descrivere il sistema CRISPR-Cas nei batteri
-descrivere come è stato ingegnerizzato il sistema CRISPR-Cas per il funzionamento in eucarioti
-descrivere come è stato modificato il sistema CRISPR-Cas per poter ampliare lo spettro di applicazioni.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
-applicare le tecniche biomolecolari/genomiche e le tecniche diagnostiche trattate a lezione ad esempi proposti dal docente
-applicare le conoscenze acquisite sulla generazione di modelli murini ad esempi proposti dal docente
- applicare le conoscenze acquisite sul sistema CRISPR-Cas a problemi biologici di genomica funzionale o di correzione genica.
Autonomia di giudizio:
- condurre un’analisi critica sulle nuove conoscenze in ambito biologico;
- sostenere una discussione costruttiva sui quesiti biologici approcciati con le metodologie proposte nell’intero corso.
Abilità comunicative:
- utilizzare terminologia opportuna e tecnica conforme alla preparazione di uno studente di corso di laurea magistrale.
Capacità di apprendimento:
- utilizzare in autonomia e in modo adeguato le conoscenze acquisite per l'aggiornamento continuo delle proprie conoscenze e competenze.
Le attività descritte consentono allo studente di acquisire gli strumenti metodologici per proseguire gli studi, applicare in campo lavorativo le proprie competenze e provvedere autonomamente al proprio aggiornamento.