Obiettivi formativi
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE. Il corso si propone di implementare le conoscenze e le competenze relative alle principali metodologie genetiche per la produzione di proteine ricombinanti, quali farmaci, vaccini e biomolecole di interesse industriale, in microrganismi procarioti ed eucarioti, in cellule di insetto e in cellule animali. Durante il corso lo studente apprenderà inoltre le metodologie genetiche classiche e molecolari per lo studio delle funzioni e delle interazioni geniche. CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE APPLICATE. Al termine dell’insegnamento lo studente dovrebbe essere in grado di progettare e affrontare la produzione ricombinante di proteine nei diversi sistemi d’espressione. Dovrebbe inoltre essere in grado di progettare semplici esperimenti per studiare la funzioni di geni essenziali e non essenziali e le loro interazioni nel sistema modello lievito. AUTONOMIA DI GIUDIZIO. Lo studente sarà in grado di elaborare le conoscenze acquisite e di identificare situazioni e problemi in cui le metodologie genetiche descritte possano essere applicate in modo efficace. Svilupperà la capacità di valutare criticamente i dati sperimentali e di scegliere gli approcci sperimentali più appropriati per risolvere problemi specifici nel campo della biotecnologia. ABILITA' COMUNICATIVE. Lo studente acquisirà la capacità di esprimersi in un linguaggio scientifico chiaro e appropriato nella descrizione delle metodologie trattate e nella discussione di risultati sperimentali. CAPACITÀ DI APPRENDERE. Lo studente sarà capace di affrontare in autonomia gli studi successivi che richiedano conoscenza di metodologie genetiche e molecolari, e saprà applicare anche ad altri ambiti il metodo di studio acquisito.
Prerequisiti
Sono richieste conoscenze relative alla genetica, biologia molecolare e tecnologia del DNA ricombinante.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso si propone di presentare le principali metodologie e l’approccio
sperimentale più indicato per la produzione su larga scala di proteine ricombinanti sfruttando diversi sistemi biologici per l’espressione del
gene clonato; dalle cellule batteriche alle cellule animali. Saranno discusse le principali applicazioni di composti biotecnologici quali ormoni,
citochine, enzimi con proprietà terapeutiche. Per affrontare la produzione ricombinante di vaccini e di anticorpi monoclonali verranno ricordate le nozioni fondamentali dei meccanismi alla base della patogenicità di batteri e virus e delle strategie genetiche che permettono la diversificazione delle risposte immunitarie agli antigeni.
Verranno inoltre descritte le metodologie genetiche classiche e molecolari per lo studio delle funzioni e delle interazioni geniche nel
“sistema modello lievito”.
Programma esteso
INGEGNERIA GENETICA E PRODUZIONE DI PROTEINE RICOMBINANTI
-Isolamento di un gene di interesse. Tecniche di mutagenesi.
LA SCELTA DELL'OSPITE
-Analisi e ottimizzazione dell’espressione genica in microrganismi procarioti.
Promotori inducibili. Proteine di fusione e loro impiego.
-Analisi e ottimizzazione dell’espressione genica in microrganismi eucarioti. Vettori
d’espressione per lievito promotori costitutivi ed inducibili. La manipolazione della secrezione in Saccharomyces cerevisiae. Il sistema Pichia pastoris e Kluyveromyces lactis.
-Il sistema di espressione cellule di insetto/Baculovirus.
-Espressione in cellule di mammifero. Espressione transiente e trasformanti stabili.
Promotori e geni reporter. Vettori virali.
PRODOTTI BIOTECNOLOGICI
-Prodotti farmaceutici, enzimi.
-Vaccini di II generazione e cenni di immunogenetica
-Anticorpi monoclonali.
STUDIO DELL’ESPRESSIONE E DELLA FUNZIONE GENICA.
- Analisi Northern, geni reporter, analisi mediante arrays.
-Interazioni geniche: soppressori, letali sintetici, mutazioni dosaggio
genico
dipendente.
-Il sistema del doppio ibrido
Bibliografia
Glick, Pasternak and Patten “Molecular Biotechnology” ASM press IV edizione;
Dale and von Schantz "Dai geni ai genomi" Principi e
Applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante”
Edises;
Watson J.D et al “DNA ricombinante” Zanichelli; S.Primrose et al.
"Ingegneria genetica. Principi e tecniche"Zanichelli
Articoli originali forniti dal docente.
Metodi didattici
Il corso viene svolto in presenza mediante lezioni frontali sugli specifici argomenti del programma, con l’ausilio di presentazioni in Power Point. Le slide e altro materiale didattico usato nelle lezioni, inclusi video scientifici perr-reviewed, saranno forniti allo studente attraverso la piattaforma Elly. Per accedere a queste risorse online è necessaria l'iscrizione al corso.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento verrà effettuata attraverso un esame orale
di tipo tradizionale che consisterà in 3 domande. Nella attribuzione della
votazione finale verrà tenuto conto del livello di conoscenza dei diversi argomenti trattati (insufficiente, superficiale, completo e approfondito)
della capacità da parte dello studente di applicare i concetti teorici e di formulare collegamenti tra i vari argomenti (sufficiente, buona, ottima) e della padronanza d’espressione (carente, semplice, chiara e corretta)
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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