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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2021/2022
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 085836 - APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE E BIOREATTORI [C.I.]
  • 085834 - APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE E BIOREATTORI [1]
Docente Candiani Gabriele
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Modulo Di Corso Strutturato

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (471) BIOMEDICAL ENGINEERING - INGEGNERIA BIOMEDICA*AZZZZ085836 - APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE E BIOREATTORI [C.I.]

Obiettivi dell'insegnamento

L’insegnamento, composto da due moduli integrati, intende introdurre gli elementi di base per lo studio di sistemi sperimentali di interesse biotecnologico (Applicazioni Biotecnologiche [1]) e dei Bioreattori per la medicina rigenerativa (Bioreattori [2]).

L’insegnamento del modulo di Applicazioni Biotecnologiche [1] si propone di fornire allo studente gli elementi conoscitivi a livello molecolare e cellulare dei sistemi biologici eucarioti e procarioti e le basi teoriche delle biotecnologie nei campi della diagnostica, della farmacologia a livello profilattico e terapeutico, nonché la conoscenza delle tecnologie più rilevanti per l'analisi degli acidi nucleici e delle proteine in generale.


Risultati di apprendimento attesi

A seguito del superamento dell'esame, lo studente:

  • avrà acquisito nozioni dettagliate e sarà in grado di spaziare tra struttura e funzione di acidi nucleici e proteine (DD1);
  • avrà acquisito nozioni dettagliate sull’organizzazione delle (macro)molecole a costituire cellule e tessuti (DD1);
  • conoscerà e saprà spiegare il principio di funzionamento e l’ambito applicativo, nonché pregi e difetti delle principali tecniche biotecnologiche utilizzate a livello laboratoriale (DD1);
  • avrà acquisito i fondamentali per poter applicare con profitto le tecniche trattate a problematiche laboratoriali (DD2);
  • sarà in grado di affrontare problemi teorico/pratici inerenti alle Biotecnologie, anche non esplicitamente trattati nell’insegnamento, utilizzando i metodi e le tecnologie apprese (DD3);
  • avrà acquisito un lessico scientifico corretto e adeguato per intavolare discussioni scientifiche con bioingegneri, biologi, biotecnologi e medici (DD4).

Argomenti trattati

L’insegnamento del modulo di Applicazioni Biotecnologiche [1] si propone di introdurre gli elementi di base per lo studio di sistemi sperimentali di interesse biotecnologico.

  • Differenze tra eucarioti e procarioti: la compartimentazione. Il dogma centrale della biologia molecolare: cenni sulla trascrizione e la traduzione. Struttura e funzione dei principali biopolimeri cellulari eucariotici quali RNA (mRNA, tRNA, rRNA), DNA (genoma, cromosomi, cromatina e geni), proteine (struttura I°, II°, III°, IV°). Sintesi, folding e degradazione delle proteine. Il genotipo e il fenotipo cellulare. La segnalazione cellulare. Il metabolismo cellulare. Il ciclo cellulare (fasi G1, S, G2, M) e le cellule quiescenti/senescenti (G0). La mitosi. I fattori di crescita. Sincronizzazione del ciclo cellulare. Cenni sulla meiosi. Esempi pratici tratti dalla bibliografia scientifica.
  • Cenni sui principali sistemi sperimentali di interesse biotecnologico: cellule eucarioti in coltura. Cellule primarie e linee cellulari. La morte cellulare: l'apoptosi e la necrosi. Tecniche di fusione cellulare per generare ibridomi e principali applicazioni: la produzione di anticorpi monoclonali (mAbs). Differenze tra mAbs e anticorpi policlonali e tra anticorpi I° e II°. L’utilizzo degli anticorpi nelle tecniche di: Western Blot, Saggio Immuno-Adsorbente legato ad un Enzima (ELISA), Lateral Flow Assay (LFA), citofluorimetria (FCM) e immunofluorescenza (immunoistochimica – IHC e immunocitochimica – ICC) per la rilevazione dei marcatori cellulari (Cluster di Differenziamento - CD). Procedure di estrazione delle proteine da campioni biologici. Tecniche cromatografiche e elettroforetiche (SDS-PAGE) per la separazione e/o purificazione delle proteine. Il sequenziamento peptidico. Esempi pratici tratti dalla bibliografia scientifica.
  • Estrazione purificazione degli acidi nucleici, PCR, PCR in tempo reale e metodi di sequenziamento. Enzimi di restrizioni, ligasi e fosfatasi. Metodi per il trasferimento genico (trasfezione e trasduzione) in cellule eucarioti e terapia genica. Over-espressione genica e silenziamento. I vettori di clonaggio e i vettori di espressione. I geni reporter. La trasfezione transiente. Metodi chimici (polimeri e lipidi cationici) e fisici (microiniezione, magnetofezione, sonoporazione, elettroporazione e gene gun) per trasfettare. Valutazione della trasfezione: efficienza di trasfezione e citotossicità. Parametri chimico-fisici rilevanti per la valutazione di un trasfettante: il rapporto di carica, le dimensioni e la carica delle particelle. Esempi pratici tratti dalla bibliografia scientifica.

 


Prerequisiti

Sono necessarie e propedeutiche conoscenze elementari di chimica, biologia e fisiologia.

 


Modalità di valutazione

Prima prova scritta della durata di 45 min (15 quesiti a risposta multipla, punteggio minimo per il superamento della prima prova: 9/15. +1 riposta corretta; 0 nessuna risposta; -0.5 risposta sbagliata), seguita da una seconda prova scritta a domande aperte della durata di 45 min (punteggio minimo per il superamento della seconda prova: 9/16) su aspetti teorici e pratici del corso. Condizione necessaria per l’ammissione al secondo scritto è il superamento della prima prova. Entrambe le valutazioni si considerano superate con punteggio minimo di 9. Il voto finale del modulo Applicazioni Biotecnologiche [1] è dato dalla somma della valutazione delle due prove. Se entrambe le prove hanno avuto esito positivo, lo studente può (facoltativo) sostenere la prova orale con attribuzione di un punteggio di +/- 2 punti sul voto finale della valutazione scritta.

Non è previsto lo svolgimento della prova in itinere.

In sede di esame finale lo studente deve dimostrare di:

  • conoscere i fondamenti teorici degli argomenti trattati durante il corso;
  • conoscere e saper applicare le tecniche e tecnologie oggetto del corso a problematiche laboratoriali;
  • saper gestire risorse e tempi per il completamento del compito assegnato.

Bibliografia

Software utilizzato
Nessun software richiesto

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
29:60
60:00
Esercitazione
19:59
15:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 49:59 75:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.9 / 1.6.9
Area Servizi ICT
30/11/2021