Didattica - Università degli Studi di Padova

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 recupero dei beni culturali. 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 eseguiranno il clonaggio di un gene di interesse in un vettore plasmidico e valideranno i cloni ottenuti mediante diverse tecniche. Sarà valutata, inoltre, l'espressione del vettore così ottenuto in cellule eucarioti.Infine, verrà effettuata l'analisi di un campione di acqua mediante metodi 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: Espressione e produzione di proteine ricombinanti in microrganismi eucariotici; 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. 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 recupero dei beni culturali. Laboratorio Le attività sperimentali verteranno su: 1. Clonaggio di un gene in un vettore plasmidico, estrazione del DNA plasmidico impiegando diverse metodiche. Validazione dei cloni ottenuti mediante restrizione enzimatica, PCR e sequenziamento di Sanger.I plasmidi ottenuti verranno impiegati per la trasfezione di cellule eucarioti e l'espressione del gene report verrà valutata mediante microscopia a fluorescenza e analisi dell'estratto proteico. 2. Analisi di un campione di acqua mediante metodi molecolari (Estrazione RNA, retrotrascrizione,PCR end point e Real time PCR) I risultati verranno 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, --. Dale JW, von Schantz M., Plant N., Dai geni ai genomi – Principi e applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante. --: Edises, 2013. III Edizione Brown TA, Biotecnologie molecolari. --: Zanichelli, 2007. Reece RJ, Analisi dei geni e genomi. --: Edises, 2006. Primrose S, Twyman R, Old B, Ingegneria Genetica. --: Zanichelli, 2004. Glick BR, Pasternack JJ, Biotecnologia molecolare. --: Zanichelli, 1999. Kun LY, Microbial Biotechnology. --: World Scientific Publishing, --.