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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
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*AZZZZ054844 - APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE E BIOREATTORI [1]
085836 - APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE E BIOREATTORI [C.I.]

Obiettivi dell'insegnamento

Il modulo Applicazioni Biotecnologiche e Bioreattori [1] si propone di fornire allo studente gli elementi conoscitivi a livello molecolare e cellulare dei sistemi biologici eucarioti e le basi teoriche delle applicazioni di tecniche biotecnologiche nei campi della diagnostica e della produzione di farmaci, con particolare riferimento alle metodiche sperimentalmente rilevanti per l'analisi degli acidi nucleici e delle proteine.


Risultati di apprendimento attesi

A seguito del superamento dell'esame, lo studente:

  • sarà in grado di spaziare tra struttura e funzione di acidi nucleici e proteine;
  • avrà acquisito nozioni dettagliate sull’organizzazione delle (macro)molecole in cellule e tessuti;
  • conoscerà il principio di funzionamento e l’ambito applicativo, nonché pregi e difetti delle principali tecniche biotecnologiche utilizzate in laboratorio;
  • avrà acquisito i fondamentali per poter applicare con profitto le tecniche trattate a problematiche laboratoriali;
  • avrà acquisito un lessico scientifico corretto e adeguato per poter discutere degli argomenti specifici del corso con bioingegneri, biologi, biotecnologi e medici;

Argomenti trattati

Il modulo Applicazioni Biotecnologiche e Bioreattori [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. Genotipo e 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.
  • Cenni sui principali sistemi sperimentali di interesse biotecnologico: cellule eucarioti in colture. Cellule primarie e linee cellulari. La morte cellulare: l'apoptosi e la necrosi. Tecniche di fusione cellulare (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 Western Blot, Saggio Immuno-Assorbente legato ad un Enzima (ELISA), citofluorimetriche e immunofluorescenza (immunoistochimica – IHC e immunocitochimica – ICC) per la rilevazione di marker cellulari (Cluster of Differentiation - 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.
  • Metodi per il trasferimento genico (trasfezione e trasduzione) in cellule eucarioti e terapia genica. Il clonaggio del DNA mediante vettori di clonaggio. Trasfezioni transienti. I geni reporter. Over-espressione genica e silenziamento. 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. Estrazione purificazione degli acidi nucleici, PCR, PCR in tempo reale e metodi di sequenziamento. Enzimi di restrizioni, ligasi e fosfatasi. Esempi pratici tratti dalla bibliografia scientifica.

Prerequisiti

Sono necessarie e propedeutiche conoscenze elementari di chimica e biologia.


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 e Bioreattori [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 oggetto del corso a problematiche laboratoriali;
  • saper gestire risorse e tempi per il completamento del compito assegnato.

Bibliografia

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
32:30
48:45
Esercitazione
17:30
26:15
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 50:00 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. 1.6.1 / 1.6.1
Area Servizi ICT
20/11/2019