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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2014/2015
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 096270 - BIOTECHNOLOGY
Docente Soria Marco
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

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* AZZZZ096270 - BIOTECHNOLOGY

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

Obiettivi: fornire allo studente le basi molecolari per la comprensione degli sviluppi più recenti della genomica e della proteomica

Prerequisiti: conoscenze elementari di chimica generale e di chimica organica

Procarioti ed eucarioti, architettura cellulare: organelli, strutture, microambiente
Ribosomi, reticolo endoplasmico, Golgi, mitocondri
Tipi cellulari: epiteli, connettivo, fibroblasti, osteoblasti, osteoclasti, collagene, elastina. Cellule adipose, neuroni, eritrociti, piastrine.
Cellule muscolari lisce, striate, cardiache. Spermatozoi. Actina e miosina. Citoscheletro e migrazione, chemiotassi. Introduzione al metabolismo mitocondriale.
Metabolismo mitocondriale: pompa protonica e generazione di ATP. Biogenesi dei mitocondri. Membrane: doppio strato lipidico e mosaico fluido. Proteine integrali di membrana. Proteine di adesione e ancoraggio al citoscheletro.
Nucleosidi e nucleotidi nel DNA e nell'RNA. Il legame fosfodiesterico. Concetto di polarita' 5'-3', complementarieta' delle basi puriniche e pirimidiniche, antiparallelismo. La doppia elica del DNA.
Struttura del DNA. Legami idrogeno. Solco maggiore e minore. Duplicazione del DNA. Coenzimi e vitamine. Esperimenti di Griffith e Avery.
I batteriofagi. Esperimento di Hershey e Chase. Denaturazione e rinaturazione, ibridazione degli acidi nucleici.
Superavvolgimento del DNA. I plasmidi. I nucleosomi. Gli istoni. Le fibre da 30 nanometri. I cromosomi. La trascrizione. Esoni e introni.
Splicing alternativo. RNA ribosomiale e tRNA. La trascrittasi inversa, i retrovirus. Ciclo lisogeno e ciclo litico: il profago. Replicazione dei retrovirus oncogeni: il provirus.
Trasformazione, trasduzione e coniugazione. I ribosomi. Codoni e anticodoni sul tRNA.
Le fasi della sintesi proteica: attivazione degli amino acidi, fase di inizio, elongazione, terminazione. Sito P e sito A sui ribosomi. Transpeptidazione e peptidil trasferasi. Antibiotici inibitori.
Modifiche post-traduzionali: la fosforilazione e de-fosforilazione. Il peptide segnale. La pre-pro-insulina: tagli proteolitici e ponti disolfuro. Secrezione delle proteine e indirizzamento: glicosilazione nel Golgi, sequenze di indirizzo al mitocondrio e al nucleo.
La trama aperta di lettura (ORF). Un gene-piu' proteine e piu' geni per una proteina. Controllo post-trascrizionale e post-traduzionale. Introduzione alle mutazioni.
Mutazioni puntiformi, missense e nonsense. Delezioni, inserzioni, a slittamento della trama di lettura (frame-shift). Regolazione dell'espressione genica: l'operone del lattosio e del triptofano. Fattori di trascrizione eucariotici. Il cluster delle globine.
Enzimi di restrizione. Estremita' coesive e estremita' piatte. La DNA ligasi. La trascrittasi inversa. Vettori plasmidici per clonazione in batteri. Inattivazione inserzionale.
Vettori fagici, genoteche cromosomali. Genoteche a cDNA per retrotrascrizione da mRNA.
La reazione di polimerizzazione a catena (PCR). Setacciatura (screening) delle genoteche mediante sonde radioattive. Dalla sequenza aminoacidica alla sequenza della sonda. Vettori di espressione per produrre proteine ricombinanti.


Goals: providing students with the molecular basis of the most recent developments in genomics and proteomics

Prerequisites: elementary knowledge of general and organic chemistry

Prokaryotes and eukaryotes, cellular architecture: organelles, structures, microenvironment
Ribosomes, endoplasmic reticulum, Golgi, mitochondria
Cell types: epitelia, connective tissue, fibroblasts, osteoblasts, osteoclasts, collagen, elastin. Fat cells, neurons, erithrocites, platelets.
Smooth muscle cells, striated muscle, cardiac. Spermatozoa. Actin and miosin. Cytoskeleton and migration, chemiotaxis. Introduction to mitochondrial metabolism.
Mitocondrial metabolism: protonic pump and generation of ATP. Biogenesis of mitochondria.
Membranes: double lipid layer and fluid mosaic structure. Membrane integral proteins. Adhesion proteins and cytosckeleton anchoring.
Nucleosides and nucleotides in DNA  and RNA. Phosphodiesteric bonds. Polarity 5'-3', complementarity of purine and pyrimidine bases, antiparallelism. The double helix of DNA.
DNA structure. Hydrogen bonds. Major and minor groove. DNA duplication. Coenzymes and vitamins. Esperiments by Griffith and Avery.
Bacteriophages. Experiment of Hershey and Chase. Denaturation and renaturation of DNA, hybridization of nucleic acids.
DNA supercoiling. Plasmids. Nucleosomes. Histones. 30 nanometre fibers. The chromosomes. Transcription. Hexons and introns.
Alternative splicing. Ribosomal RNA and tRNA. Reverse transcriptase, retroviruses. Lysogen and lytic cicle: the prophage. Oncogenic virus replication: the provirus.
Transformation, transduction, conjugation. The ribosomes. Codons and anticodons on tRNA.
Protein synthesis: activation of amino acids, initiation, elongation, termination phase. Site P and site A on ribosomes. Transpeptidation and peptidyl transferase. Antibiotics.
Post-translational modifications: phosphorylation and de-phosphorylation. Signal peptides. Pre-pro-insulin: proteolytic cleavages and disulfide bridges. Protein secretion and targeting: glycosylation in the Golgi complex, targeting sequences to mitochondria and to the nucleus.
Open Reading Frames. One gene-several proteins and several genes for one protein. Post-transcriptional and post-translational control. Introduction to mutations.
Point mutations, missense and nonsense. Deletions, insertions, frame-shift. Regulation of gene expression: lactose and tryptophan operons. Eukaryotic transcription factors. Globin gene cluster.
Restriction enzymes. Cohesive and flush ends. DNA ligase. Reverse transcriptase. Plasmid vectors for bacterial cloning. Insertional inactivation.
Phage vectors, chromosomal libraries. cDNA libraries by mRNA reverse transcription.
Polymerase Chain Reaction. Library screening with radioactive probes. From amino acid sequence to probe sequence. Expression vectors for recombinant protein production.


Note Sulla Modalità di valutazione

Esame orale

Oral exam


Bibliografia

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
30.0
esercitazione
20.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
0.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Inglese
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. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
25/11/2020