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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
BIOLOGIA EVOLUZIONISTICA
Insegnamento
METODI MOLECOLARI E BIOINFORMATICA
SCP8084938, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
BIOLOGIA EVOLUZIONISTICA (Ord. 2018)
SC1179, ordinamento 2018/19, A.A. 2018/19
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Crediti formativi 11.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese MOLECULAR METHODS AND BIOINFORMATICS
Sito della struttura didattica http://biologia.scienze.unipd.it/2018/laurea_magistrale_biologiaevoluzionistica
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Biologia
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/biologia/course/view.php?idnumber=2018-SC1179-000ZZ-2018-SCP8084938-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 STEFANIA BORTOLUZZI BIO/13
Altri docenti GIANLUCA OCCHI BIO/13

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative BIO/13 4.0
ALTRO Abilità informatiche e telematiche -- 4.0
CARATTERIZZANTE Discipline del settore biomolecolare BIO/11 3.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
ESERCITAZIONE 2.0 32 18.0
LABORATORIO 2.0 32 18.0
LEZIONE 7.0 56 119.0

Calendario
Inizio attività didattiche 01/10/2018
Fine attività didattiche 18/01/2019
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2018

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
1 METODI MOLECOLARI E BIOINFORMATICA 2018-2019 01/10/2018 30/11/2019 BORTOLUZZI STEFANIA (Presidente)
OCCHI GIANLUCA (Membro Effettivo)
COPPE ALESSANDRO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Conoscenza di base della genetica e della biologia molecolare e nozioni di base di informatica.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso si propone di fornire una panoramica non avanzata ma completa, dei principali argomenti legati alle metodologie in campo biotecnologico e bioinformatico, attraverso l’integrazione di una parte di didattica frontale con numerose esercitazioni pratiche.
Nella parte relativa alle metodologie molecolari gli studenti potranno acquisire conoscenze delle principali metodiche e tecnologie del DNA ricombinante e loro campi di applicazione, incluse la transgenesi animale/vegetale e il genome editing.
Grazie alla parte di bioinformatica, gli studenti acquisiranno capacità di orientarsi nei principali database di dati e conoscenza, svilupperanno abilità nel trattamento di biosequenze, e nella predizione di strutture e funzioni di biomolecole a partire da dati di sequenza. Gli studenti comprenderanno le potenzialità e le criticità degli approcci NGS per il sequenziamento e il risequenziamento di genomi e trascrittomi.
Lo scopo globale del corso è quello di fornire le conoscenze e le abilità molecolari e bioinformatiche utili alla comprensione e allo sviluppo di studi nel panorama moderno della biologia evoluzionistica.
Modalita' di esame: La valutazione dello studente si baserà prevalentemente su un esame finale, vertente sui temi trattati e discussi a lezione, e sulla valutazione in itinere di attività pratiche e di gruppo.
L'esame sarà scritto.
I test conterranno domande a risposta multipla, esercizi e domande a risposta aperta.
L'attività pratica verrà monitorata alla fine di ogni esercitazione mediante test somministrati online.
Il positivo contributo dello studente alle attività di gruppo (ad es. Il Journal Club) sarà valutato dai docenti.
Criteri di valutazione: All'esame finale gli studenti dovranno dimostrare una buona preparazione per quanto riguarda la produzione e l’analisi di dati molecolari, dovranno sapersi destreggiare con i metodi della ricerca biomolecolare e bioinformatica, integrando gli argomenti di questo corso con altre conoscenze.
I criteri con cui verrà effettuata la verifica delle conoscenze e abilità acquisite sono:
1) comprensione degli argomenti trattati;
2) capacità critica di collegamento delle conoscenze acquisite;
3) completezza delle conoscenze acquisite;
4) capacità di sintesi;
5) proprietà di linguaggio.
Contenuti: Parte metodologie molecolari

- Tecniche di base sulla manipolazione del DNA (enzimi di modificazione).
Definizione delle strategie e metodi di clonaggio utilizzando opportuni vettori (es. plasmidici e fagici) e costruzione di librerie molecolari.
- La Polymerase Chain Reaction: principi e applicazioni.
- Tecniche di mutagenesi.
- Cenni sulle principali tecniche di blotting e loro applicazioni
- Il trasferimento genico in cellule eucarioti e la manipolazione genica di organismi superiori.
- Cenni relativi a strumenti e metodologie per l'analisi strutturale e funzionale di geni.
- Cenni e applicazioni del genome editing.

Parte di bioinformatica

- Database e data retrieval (biosequenze, database secondari e di conoscenza, strutture).
- Allineamento di sequenze di acidi nucleici e proteine, matrici di sostituzione, metodi di allineamento esatto e euristici. Ricerca di similarità, BLAST.
- Allineamento multiplo di sequenze, Clustal Omega e Tcoffee.
Predizione della struttura tridimensionale delle molecole. Folding delle proteine (metodi ab inizio, comparative modeling e threading) e degli RNA.
- Risorse Genomiche (NCBI, UCSC Genome Browser, ENSEMBL).
Genome sequencing, assembly, and annotation. Genome resequencing.
Cenni su Metodi di mappaggio per l'analisi di dati NGS e transcriptome assembly.
- Sessioni pratiche sugli argomenti del corso (Shell e Python e esercitazioni di analisi dati).
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Il corso prevederà lezioni frontali i cui contenuti sono presentati in ppt con ausilio di immagini, schemi e video, e con esercitazioni pratiche supportate da guide e materiali forniti online. L'insegnamento è interattivo, con domande e presentazione di casi di studio, per promuovere la discussione, la riflessione critica in aula e coinvolgere gli studenti.
Verrà svolto un Journal Club (Metodi Molecolari e Bioinformatica applicati in studi di Genomica Comparativa e Evoluzione Molecolare), la cui organizzazione (formazione di gruppi, scelta articoli scientifici) vedrà la collaborazione docenti-studenti e il lavoro in gruppi degli studenti.
Il materiale didattico (supporti ppt per lezioni, dati e guide per esercitazioni) sarà reso disponibile sul sito web del corso (http://compgen.bio.unipd.it/~stefania/Didattica/).
Altri materiali saranno forniti e elaborati insieme agli studenti mediante strumenti di lavoro condiviso.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Dispense e altro materiale didattico online e/o condiviso con gli studenti.
Testi di riferimento:
  • Stefano Pascarella e Alessandro Paiardini., Bioinformatica. Dalla sequenza alla struttura delle proteine. --: Zanichelli, 2014. Parte di Bioinformatica Cerca nel catalogo
  • Jeremy W. Dale, Malcolm von Schantz, Nick Plant, Dai geni ai genomi: principi e applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante.. --: EdiSES, 2013. Parte di Metodi Molecolari Cerca nel catalogo
  • Terry A. Brown., Biotecnologie molecolari principi e tecniche. --: Zanichelli, 2017. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Problem based learning
  • Case study
  • Interactive lecturing
  • Working in group
  • Story telling
  • Flipped classroom
  • Peer feedback
  • Peer assessment
  • Quiz o test a correzione automatica per feedback periodico o per esami
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)
  • Peer review tra studenti
  • Learning journal

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • Web site del corso; form interattivi e file sharing, collaborative work usando strumenti Google

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Salute e Benessere Istruzione di qualita' Uguaglianza di genere La vita sott'acqua La vita sulla Terra