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.
CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
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 capace di elaborare quanto appreso e riconoscere situazioni e problemi in cui le metodologie genetiche descritte possano essere utilizzate.
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 APPRENDIMENTO
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.
I PRODOTTI
-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.
Materiale fornito dal docente.
Metodi didattici
Il corso viene svolto mediante lezioni frontali sugli specifici argomenti del programma con l’ausilio di presentazioni in power point. La maggior parte delle lezioni sarà in presenza con la possibilità di fruire le lezioni anche a distanza in modalità sincrona (via Teams). Le lezioni registrate e/o preregistrate saranno messe a disposizione degli studenti per i dieci giorni successivi alla loro pubblicazione.
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 d formulare collegamenti tra i vari argomenti (sufficiente, buona, ottima) e della padronanza d’espressione (carente, semplice, chiara e corretta). L'esame si svolgerà in presenza o in modalità telematica qualora perdurasse l’emergenza sanitaria
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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