Teachings

Select Academic Year:     2017/2018 2018/2019 2019/2020 2020/2021 2021/2022 2022/2023
Professor
  
Period
Second Semester 
Teaching style
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

Course Curriculum CFU Length(h)
[60/76]  BIOTECHNOLOGY [76/10 - Ord. 2018]  Industriale e Ambientale 8 76

Objectives

Il corso ha l'obiettivo di fornire agli studenti una conoscenza degli aspetti teorico-pratici della Biologia molecolare e delle biotecnologie ad essa legate per poter essere in grado di identificare, formulare e risolvere problemi complessi applicati alle scienze biotecnologiche. Il corso intende fornire inoltre le nozioni di base che possono dare allo studente la capacità di comprendere l'impatto della tecnologia e delle soluzioni tecniche nel contesto biotecnologico.
1. Indicatore conoscenza e capacità di comprensione
Il corso ha lo scopo di fornire allo studente le conoscenze sugli aspetti strutturali degli acidi nucleici e dei meccanismi molecolari che stanno alla base dei processi di replicazione, riparazione, trascrizione, regolazione dell'espressione genica e traduzione del DNA sia negli organismi procarioti che eucarioti.
Il corso è inoltre articolato in modo da consentire allo studente di acquisire le conoscenze di base dei processi biologici legati alla costituzione del genoma umano e dei principali sistemi di analisi dello stesso. Tali conoscenze faciliteranno inoltre la sua capacità di comprensione di processi tecnologici legati ai laboratori biomedici.
2. Indicatore capacità di applicare la conoscenza e capacità di comprensione
Le conoscenze acquisite durante il corso permettono di fornire competenze di base relative all'impiego sperimentale di metodologie biomolecolari e biotecnologiche.

3. Indicatore autonomia di giudizio
Il corso si propone di stimolare nello studente una autonomia nella valutazione critica dei dati provenienti dalla letteratura scientifica e dalle esperienze in laboratorio .
4. Indicatore abilità comunicative
Il corso prevede il raggiungimento da parte dello studente di abilità nella comunicazione delle conoscenze acquisite, sia in contesti tecnici che scientifici, anche attraverso l' uso appropriato delle terminologie specifiche in ambito biomolecolare.
5. Indicatore capacità di apprendere autonomamente
Le conoscenze di base acquisite durante il corso forniscono gli strumenti per apprendere ed approfondire i diversi argomenti della biologia molecolare che fanno parte di questa disciplina in continua evoluzione.

Prerequisites

Per una migliore comprensione degli argomenti trattati durante il corso è indispensabile che lo studente conosca i principi di base delle materie biologiche e una buona conoscenza della chimica e della biochimicaPer una migliore comprensione degli argomenti trattati durante il corso è indispensabile che lo studente conosca i principi di base delle materie biologiche e una buona conoscenza della chimica e della biochimicaPer una migliore comprensione degli argomenti trattati durante il corso è indispensabile che lo studente conosca i principi di base delle materie biologiche e una buona conoscenza della chimica e della biochimicaPer una migliore comprensione degli argomenti trattati durante il corso è indispensabile che lo studente conosca i principi di base delle materie biologiche e una buona conoscenza della chimica e della biochimica

Contents

Lectures: Industrial course 5 CFU (40 hours), Pharmaceutical course 6 CFU (48 hours)
NUCLEIC ACIDS. General concepts. Purine and pyrimidine, nucleotides structures, DNA and RNA structure. Double helix and base-pairing according to Watson and Crick’s model (DNA B). Alternative DNA secondary structures (DNA A, DNA Z). DNA topology. Topoisomerase enzymes.
GENES AND GENOMES ORGANIZATION. Genome structure in prokaryotes. Exon/intron structure of genes, pseudogenes, gene families, DNA repeats in eukaryotic genomes; genetic code. The mitochondrial and chloroplast genome. Organization and structure of chromosomes. Histones, nucleosomes structure and chromatin organization.
DNA REPLICATION. DNA replication in prokaryotes and eukaryotes. Regulation of DNA replication in prokaryotes and eukariotes. The origins of replication in E. coli. and in S. Cerevisiae. Telomeres and telomerases.
DNA DAMAGE AND REPAIR. DNA mutations. Mutagenic agents. Direct, mismatch, excision repair systems. Repair systems of DNA double strand breaks.
TRANSCRIPTION AND TRANSCRIPTION REGULATORS IN PROKARYOTES. Prokaryotic RNA Polymerase and bacterial promoters. Polycistronic mRNA biosynthesis: start phase, lengthening, termination. Gene regulation in prokaryotes: Lac and Tryptophan operons.
TRANSCRIPTION AND CONTROL OF GENE EXPRESSION IN EUKARYOTES. Eukaryotic RNA Polymerases and their promoters. Short-range and long-range regolatory elements. Transcription factors, DNA-binding domains in trancription factors. Post-translational histonic modifications, histonic variants, chromatin remodelling complexes. DNA Methylation and gene expression.
Immunoglobulin genes (pharmaceutical course).
RNA MATURATION AND POST-TRANSCRIPTIONAL REGULATIONS. Maturation of rRNA, tRNA in prokaryotes and eukaryotes. Maturation of eukaryotic mRNA: splicing, capping, poliadenylation. Alternative splicing, Autosplicing. RNA editing. Regulation of mRNA stability. RNA interference.
TRANSLATION OF MOLECULAR INFORMATION: PROTEIN SYNTHESIS. Genetic code, tRNA and aminoacyl-tRNA-synthetases. Ribosomes. Protein syntesis mechanisms in prokaryotes and eukaryotes.
PROTEIN SORTING AND POST-TRANSLATIONAL MODIFICATIONS. Secretion, membrane, lysosomal and organules' proteins. Protein glycosylation. Protein refolding: molecular chaperones.
MOLECULAR BIOLOGY BASIC TECHNOLOGIES. Nucleic acids extraction methods and gel electrophoresis. Polymerase Chain Reaction (PCR). Molecular Probes, Molecular Hybridization, Southern, Northern, Western Blotting. DNA microarrays for genetic analysis and gene expression studies. Restriction Enzymes, Gene Cloning Strategies. GMOs. DNA sequencing with Sanger method and Next Generation Sequencing
Laboratory Training: Industrial course 3CFU (36 hours), Pharmaceutical course 2 CFU (24 hours).
Common topics: DNA extraction, DNA quantization, Polymerase Chain Reaction (PCR), agarose gel electrophoresis, DNA sequencing. Introduction to biological databases.
Industrial course: Molecular cloning (production of recombinant DNA, bacterial transformation, gene expression, protein purification). ELISA test.
Pharmaceutical course: enzymatic digestion using restriction enzymes.

Teaching Methods

Teaching Methods
Industrial Biotechnology.
The course lasts 76 hours. Teaching is represented by lectures (40 hours). All topics are explained with the help of images and multimedia animations.
In parallel with the lectures, 36 hours of laboratory activities for each student are provided for the extraction of DNA and its quantification with a spectrophotometer, preparation of a PCR reaction, preparation of a gel agarose electrophoresis, interactive exercises on PCR primers design and on some biological database, sequencing DNA analysis, molecular cloning and gene expression.

Pharmaceutical Biotechnology.
The course lasts 72 hours. Teaching is represented by lectures (48 hours). All topics are explained with the help of images and multimedia animations.
In parallel with the lectures, 24 hours of laboratory activities for each student are provided for the extraction of DNA and its quantification with a spectrophotometer, preparation of a PCR reaction, preparation of a gel agarose electrophoresis, enzymatic digestion using restriction enzymes, interactive exercises on PCR primers design and on some biological database, sequencing DNA analysis.

Verification of learning

"Durante la verifica dell'apprendimento verrà stabilito un giudizio che terrà conto di vari fattori quali la qualità delle conoscenze, la capacità di esporre le stesse in modo chiaro e con un utilizzo appropriato della terminologia scientifica, la capacità di collegare diversi argomenti organizzando logicamente il discorso espositivo, la capacità di sintesi.
Di conseguenza, il giudizio può essere:
a) Sufficiente (da 18 a 20/30)
Il candidato dimostra poche nozioni acquisite, livello superficiale, molte lacune. capacità espressive modeste, ma comunque sufficienti a sostenere un dialogo coerente; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di livello elementare; scarsa capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piuttosto stentata; scarsa interazione con il docente durate il colloquio.
b) Discreto (da 21 a 23)
Il candidato dimostra discreta acquisizione di nozioni, ma scarso approfondimento, poche lacune; capacità espressive più che sufficienti a sostenere un dialogo coerente; accettabile padronanza del linguaggio scientifico; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di moderata complessità; più che sufficiente capacità di sintesi e capacità di espressione grafica accettabile.
c) Buono (da 24 a 26)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni piuttosto ampio, moderato approfondimento, con piccole lacune; soddisfacenti capacità espressive e significativa padronanza del linguaggio scientifico; capacità dialogica e spirito critico ben rilevabili; buona capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piú che accettabile.
d) Ottimo (da 27 a 29)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso, ben approfondito, con lacune marginali; notevoli capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; notevole capacità dialogica, buona competenza e rilevante attitudine alla sintesi logica; elevate capacità di sintesi e di espressione grafica.
e) Eccellente (30)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso e approfondito, eventuali lacune irrilevanti; elevate capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; ottima capacità dialogica, spiccata attitudine a effettuare collegamenti tra argomenti diversi; ottima capacità di sintesi e grande dimestichezza con l'espressione grafica.
La lode si attribuisce a candidati nettamente sopra la media, e i cui eventuali limiti nozionistici, espressivi, concettuali, logici risultino nel complesso del tutto irrilevanti.

Texts

Questionnaire and social

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