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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
BIOTECNOLOGIE
Insegnamento
MICROBIOLOGIA APPLICATA E INGEGNERIA GENETICA
SCO2045392, A.A. 2015/16

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2014/15

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
BIOTECNOLOGIE
IF1839, ordinamento 2011/12, A.A. 2015/16
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Crediti formativi 10.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese APPLIED MICROBIOLOGY AND GENETIC ENGINEERING
Sito della struttura didattica http://biotecnologie.scienze.unipd.it/2015/laurea
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Biologia
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/biologia/course/view.php?idnumber=2015-IF1839-000ZZ-2014-SCO2045392-N0
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ARIANNA LOREGIAN MED/07
Altri docenti PAOLO LAVEDER BIO/18

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Discipline biotecnologiche comuni BIO/18 4.0
CARATTERIZZANTE Discipline biotecnologiche con finalità specifiche:mediche e terapeutiche MED/07 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LABORATORIO 3.0 48 27.0
LEZIONE 7.0 56 119.0

Calendario
Inizio attività didattiche 01/03/2016
Fine attività didattiche 15/06/2016
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2011

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
6 MICROBIOLOGIA APPLICATA E INGEGNERIA GENETICA 2018-2019 01/10/2018 30/11/2019 DEL VECCHIO CLAUDIA (Presidente)
LAVEDER PAOLO (Membro Effettivo)
PROVVEDI ROBERTA (Supplente)
5 MICROBIOLOGIA APPLICATA E INGEGNERIA GENETICA 2017/2018 01/10/2017 25/11/2018 DEL VECCHIO CLAUDIA (Presidente)
LAVEDER PAOLO (Membro Effettivo)
PROVVEDI ROBERTA (Supplente)
4 MICROBIOLOGIA APPLICATA E INGEGNERIA GENETICA 2016-2017 01/10/2016 30/11/2017 LOREGIAN ARIANNA (Presidente)
LAVEDER PAOLO (Membro Effettivo)
ALVISI GUALTIERO (Supplente)
3 Microbiologia Applicata e Ingegneria Genetica 2015-2016 01/10/2015 30/09/2016 LOREGIAN ARIANNA (Presidente)
LAVEDER PAOLO (Membro Effettivo)
ALVISI GUALTIERO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Il corso richiede conoscenze di base di biochimica, biologia cellulare, microbiologia, genetica e biologia molecolare. Lo studente deve conoscere la struttura e funzione della cellula eucariotica e procariotica. Deve inoltre avere familiarità con la struttura, funzione e replicazione degli acidi nucleici.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Nella parte di Microbiologia applicata gli studenti approfondiranno le proprie nozioni di microbiologia generale con concetti fondamentali di microbiologia applicata quali sistemi avanzati per l’espressione e la purificazione di prodotti proteici in organismi eucariotici, lo studio delle interazioni proteina-proteina, l’utilizzo di microrganismi come vettori per il delivery di DNA o proteine/peptidi a scopo terapeutico o vaccinale, ecc. Inoltre gli studenti saranno introdotti all’utilizzo applicativo di microorganismi nel biorisanamento e per la produzione di piante transgeniche.

Nella parte di Ingegneria genetica gli studenti apprenderanno i fondamenti della tecnologia del DNA ricombinante, con enfasi sui processi di clonazione e manipolazione genica, sequenziamento del DNA, produzione di proteine ricombinanti in sistemi di espressione procariotici.

Nella parte di laboratorio gli studenti impareranno a utilizzare il sistema del doppio ibrido per studiare interazioni proteina-proteina in cellule eucariotiche ed a identificare e genotipizzare microorganismi utilizzando alcune tecniche molecolari.
Modalita' di esame: Esame scritto
Criteri di valutazione: Accuratezza e completezza delle risposte. Appropriatezza del linguaggio.
Contenuti: Lezioni d’aula

Modulo di Ingegneria genetica:
Biologia di E. coli: gli ospiti naturali (plasmidi e batteriofagi), meccanismi della coniugazione, infezione, trasformazione (naturale e artificiale), resistenza agli antibiotici. Controllo del numero di copie nei plasmidi.
Le tecnologie del DNA ricombinante: purificazione e manipolazione di DNA, enzimi di restrizione, DNA e RNA polimerasi, chinasi e fosfatasi per la modificazione terminale del DNA.Strategie di clonaggio: saldare frammenti con la DNA ligasi, uso di linkers e adattatori, clonare prodotti di PCR.
Vettori di clonaggio in procarioti: inattivazione del marcatore per la selezione dei cloni ricombinanti, costruzione e uso di polylinker, vettori M13 per la produzione di DNA in singolo filamento,clonare per inserzione o sostituzione nei vettori lambda. Cenni sui vettori ad alta capacità (cosmidi, fasmidi e cromosomi artificiali).
Identificare ed esprimere i geni clonati: sintesi di sonde marcate e selezione di un clone all’interno di una libreria (DNA genomico o cDNA), sequenziamento manuale e automatico del DNA con il metodo di Sanger, uso di primer universali, vettori per l’espressione e purificazione di proteine ricombinanti in E. coli.

Modulo di Microbiologia applicata:
Vettori di clonaggio eucariotici per funghi (inclusi lieviti), piante e organismi animali eucariotici superiori.
Espressione e produzione di proteine ricombinanti in microrganismi eucariotici, in piante ed in colture cellulari di organismi eucariotici superiori (incluso sistema del baculovirus); sistemi di espressione genica inducibile.
Two-hybrid system e tecniche correlate (es. one-hybrid e three-hybrid system) per lo studio di interazioni proteina-proteina e proteina-acido nucleico. Tecnologia del Phage display.
Batteri, virus e proteine di origine microbica come vettori per il delivery di geni terapeutici, vaccini a DNA o proteine/peptidi immunogene/i.
Tecniche molecolari per la rilevazione e l’identificazione di microrganismi o contaminanti microbici in campioni di origine biologica, ambientale, alimentare, ecc.
Impiego di microrganismi nel risanamento ambientale (biorisanamento) e nel settore agricolo (produzione di piante transgeniche).

Laboratorio

Le attività sperimentali verteranno su:
1. Tecnologia del “Sistema a due ibridi” in lievito per lo studio di interazioni proteina-proteina. Verrà eseguita l’inoculazione e crescita di colture di lievito, con relativa preparazione di piastre selettive. Verrà eseguito il clonaggio, in opportuni plasmidi, dei geni codificanti le proteine di cui successivamente sarà verificata l’interazione con il “Sistema a due ibridi”. Verrà poi effettuata la trasformazione di ceppi di lievito utilizzando i costrutti plasmidici precedentemente creati. Verranno infine eseguiti saggi di attività beta-galattosidasica su filtro ed in liquido (qualitativi e quantitativi) sui lieviti trasformati. Per tali saggi verranno preparati estratti proteici di lievito e ne verrà determinata la concentrazione proteica con il metodo di Lowry. I risultati verranno poi analizzati e discussi.
2. Uso della PCR come tecnica per la rilevazione e la genotipizzazione di microorganismi in campioni biologici. Verrà fatta una breve introduzione generale sull’importanza della PCR come tecnica diagnostica e sulle differenze nel suo utilizzo per ricerca o per diagnosi. Verrà eseguita l’analisi su lisati cellulari contenenti un plasmide in cui è clonato un frammento del genoma di HPV (virus umano del papilloma), e che mimano campioni biologici infettati da HPV, mediante PCR e successiva tipizzazione virale mediante RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism). I risultati saranno poi analizzati e discussi.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni d’aula e attività di laboratorio
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Diapositive delle lezioni e materiale bibliografico forniti dai docenti.
Testi di riferimento:
  • Glazer AN, Nikaido H., Microbial Biotechnology. --: Cambridge University Press, --. Cerca nel catalogo
  • Dale JW, von Schantz M., Plant N., Dai geni ai genomi – Principi e applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante. --: Edises, 2013. III Edizione Cerca nel catalogo
  • Brown TA, Biotecnologie molecolari. --: Zanichelli, 2007. Cerca nel catalogo
  • Reece RJ, Analisi dei geni e genomi. --: Edises, 2006. Cerca nel catalogo
  • Primrose S, Twyman R, Old B, Ingegneria Genetica. --: Zanichelli, 2004. Cerca nel catalogo
  • Glick BR, Pasternack JJ, Biotecnologia molecolare. --: Zanichelli, 1999. Cerca nel catalogo
  • Kun LY, Microbial Biotechnology. --: World Scientific Publishing, --. Cerca nel catalogo