PRESENTAZIONE

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Acquisire le conoscenze e le competenze relative a: i) le principali tecnologie in uso per lo studio molecolare dei genomi e del materiale genetico; ii) l' analisi di sequenze biologiche tramite strumenti informatici, l'utilizzo di database come ncbi e la visualizzazione dei risultati ottenuti con software.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito conoscenze teoriche e pratiche sulle principali metodologie utilizzate per lo studio degli acidi nucleici e dell'espressione genica. Sarà in grado di comprendere i principi, le potenzialità applicative e i limiti delle tecniche di analisi del materiale genetico, tra cui PCR, qPCR, tecniche di clonaggio, sequenziamento tradizionale e di nuova generazione. Lo studente saprà inoltre interpretare i risultati ottenuti mediante tali metodologie e valutarne l'impiego nei diversi contesti applicativi, inclusi la ricerca biologica e biomedica, le biotecnologie, la diagnostica e il monitoraggio ambientale e alimentare.

Grazie alle attività pratiche di laboratorio, lo studente acquisirà competenze operative di base nell'esecuzione delle principali tecniche di biologia molecolare, sviluppando autonomia nell'utilizzo della strumentazione, nella preparazione dei materiali di lavoro e nell'analisi critica dei dati sperimentali.

Per quanto riguarda la componente bioinformatica, lo studente sarà in grado di utilizzare le principali banche dati biologiche e gli strumenti informatici di base per la ricerca, il confronto e l'analisi di sequenze nucleotidiche e proteiche, nonché di interpretare i risultati derivanti da allineamenti di sequenza e semplici analisi filogenetiche.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali

Esercitazioni in aula

Esercitazioni in laboratorio, obbligatorie al 70%.

Gli studenti lavoratori possono richiedere attestato di partecipazione alle attività didattiche obbligatorie valido per i permessi di lavoro a scopo di studio.

Gli studenti con una certificazione di disabilità fisica o di apprendimento depositata presso l'Ateneo possono trovare informazioni sui servizi di supporto alla pagina web https://unige.it/disabilita-dsa, predisposta dal "Settore servizi per l'inclusione degli studenti con disabilità e con DSA".

È possibile inoltre contattare la Professoressa Cristina Carbone (cristina.carbone@unige.it), referente del DISTAV per le disabilità.

PROGRAMMA/CONTENUTO

METODOLOGIE BIOMOLECOLARI (3 CFU) -Pozzolini

La parte di Metodologie Biomolecolari fornisce le basi teoriche e pratiche delle principali tecniche utilizzate per l'analisi, la manipolazione e la caratterizzazione degli acidi nucleici. Le lezioni frontali illustrano i principi e le applicazioni delle metodologie impiegate nella ricerca biologica, biomedica e biotecnologica, mentre le attività di laboratorio consentono di acquisire competenze operative nelle principali procedure sperimentali.

Lezioni frontali (2 CFU):

• Tecniche estrazione degli acidi nucleici.
• Tecniche di analisi qualitativa e quantitativa degli acidi nucleici. Elettroforesi su gel di agarosio e in micro-fluidica. Dosaggi spettrofotometrici e fluorimetrici.
• Reazione a catena della polimerasi (PCR) principio e applicazioni.
•  La retro-trascrizione dell’RNA. La PCR quantitativa (qPCR) e la digital PCR (ddPCR) principi e applicazioni.
• Realizzazione di DNA ricombinante. Vettori e Clonaggio genico. Enzimi di restrizione e mappe di restrizione. Produzione di proteine ricombinati.
• Tecniche di sequenziamento del DNA. Metodo chimico. Metodo enzimatico di Sanger.
• Tecniche di sequenziamento del DNA di nuova generazione (NGS).
• Analisi genomiche e trascrittomiche.

Parte pratica (1CFU):

• Estrazione di acidi nucleici da campioni biologici
• Analisi elettroforetica del DNA sul gel di agarosio
• Allestimento di reazione di reazione di retro-trascrizione e PCR
• Digestione con enzimi di restrizione

METODOLOGIE BIOIFORMATICHE (2 CFU)- Bosi

La parte di Bioinformatica consta di lezioni frontali in cui vengono illustrate le teorie biologiche ed evolutive alla base delle tecniche di analisi e dei database, unite a sessioni pratiche in cui verranno applicate le tecniche insegnate. Nel dettaglio, gli argomenti trattati sono:

• sequenze biologiche e loro importanza da un punto di vista funzionale e evolutivo
• allineamento di sequenze, BLAST
• matrici di sostituzione
• principali database di risorse biologiche (NCBI, pubmed, nucleotide, protein, genbank)
• allineamento multiplo di sequenze
• concetti di filogenesi: clustering gerarchico, distanze evolutive, linkage
• filogenesi molecolare e ricostruzione di alberi filogenetici
• calcolo di indici di robustezza statistica degli alberi
• visualizzazione e annotazione di alberi
• evoluzione "orizzontale": riconciliazione filogenetica di eventi di trasferimento genico orizzontale

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Per la parte di Metodologie Biomolecolari è richiesto lo studio dei contenuti trattati a lezione mediante un testo universitario aggiornato di biologia molecolare. Si precisa che diapositive e il materiale didattico forniti dal docente costituiscono un supporto alle lezioni e una guida allo studio, ma non sostituiscono il testo di riferimento.

Un volume suggerito specificatamente dedicato alle tecniche di biologia molecolare: F. Amaldi, P. Benedetti, G. Pesole, P. Plevani “Tecniche e Metodi per la Biologia Molecolare” CEA-casa editrice ambrosiana-ISBN 978-88-08-92034-8

Per la parte di metodologie bioinformatiche il materiale didattico sarà reso disponibile su aulaweb.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARINA POZZOLINI (Presidente)

EMANUELE BOSI

CHIARA CERVETTO (Presidente Supplente)

LEZIONI

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame è costituito da due prove, una relativa alla parte di Metodologie Biomolecolari ed una relativa alla pare di Metodologie Bioinformatiche.

Per la parte di Metodologie Biomolecolari la valutazione avviene mediante una prova orale sugli argomenti trattati a lezione.

Per la parte di Metodologie Bioinformatiche la valutazione avviene mediante una prova pratica finalizzata a verificare la capacità dello studente di utilizzare le risorse bioinformatiche e di analizzare sequenze biologiche.

Il voto finale del modulo è ottenuto dalla media delle valutazioni conseguite nelle due parti.  Il voto finale può essere incrementato fino a un massimo di 1 punto sulla base della valutazione conseguita nelle attività pratiche di laboratorio di metodologie biomolecolari. La valutazione delle attività di laboratorio terrà conto per il 50 % dell’esito delle prove sperimentali svolte in piccoli gruppi da 3 studenti e per il 50 % delle risposte fornite individualmente da ciascun studente a due semplici quesiti i relativi all’attività svolta.

La valutazione massima ottenibile è pari a 30/30 e lode.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova orale di Metodologie Biomolecolari prevede la risposta a due domande sugli argomenti inclusi nel programma del corso. Lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una conoscenza adeguata delle principali metodologie biomolecolari, dei loro principi di funzionamento e fondamentale delle relative applicazioni. La valutazione terrà conto della correttezza delle conoscenze, della capacità di ragionamento e dell'appropriatezza del linguaggio scientifico utilizzato.

La prova di Metodologie Bioinformatiche è finalizzata ad accertare la capacità dello studente di utilizzare database e strumenti di analisi delle sequenze biologiche e di interpretarne correttamente i risultati.

La valutazione delle attività pratiche di laboratorio contribuirà fino a un massimo di 1 punto al voto finale e servirà a valutare la capacità di lavoro in gruppo e la capacità di applicare le conoscenze teoriche e di risoluzione di problemi pratici

ALTRE INFORMAZIONI

La frequenza ai corsi è consigliata per le lezioni teoriche ma si ricorda che da regolamento didattico è obbligatoria per almeno il 70% per la parte di laboratorio.