Course Syllabus
Obiettivi
L'insegnamento intende far acquisire agli studenti le conoscenze teorico-pratiche essenziali per il corretto utilizzo delle metodologie sperimentali di base dell’analisi genetica, guidandoli ad impostare ed eseguire semplici esperimenti genetici con microrganismi modello e discutendo con loro i risultati ottenuti.
Conoscenze e capacità di comprensione.
Al termine dell’insegnamento lo studente avrà consolidato ed approfondito conoscenze di base (teoriche, tecniche e metodologiche) già oggetto del corso frontale di genetica.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di eseguire ed interpretare correttamente i protocolli sperimentali genetici eseguiti praticamente, di riconoscerne gli aspetti salienti, di raccogliere ed elaborare i dati sperimentali.
Autonomia di giudizio.
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere capace di elaborare in modo critico il disegno sperimentale e i risultati ottenuti. Lo studente dovrà essere in grado di riconoscere i contesti in cui è opportuno applicare metodi sperimentali e di rielaborare i dati ottenuti.
Abilità comunicative.
Alla fine dell'insegnamento lo studente saprà rielaborare i dati sperimentali ottenuti ed è atteso che lo studente possa descrivere i risultati conseguiti in un linguaggio appropriato e con i termini tecnici appropriati.
Capacità di apprendimento.
Lo studente sarà in grado di interpretare correttamente protocolli sperimentali analoghi a quelli già eseguiti praticamente, la cui applicazione sia richiesta in contesti diversi da quelli già affrontati durante le esperienze pratiche di laboratorio. È inoltre atteso che da tale esperienza gli studenti traggano interesse verso le attività di ricerca e maggiore consapevolezza delle proprie attitudini.
Contenuti sintetici
L’insegnamento fornisce un approccio pratico a semplici analisi genetiche. Verranno utilizzati due diversi microrganismi modello, il lievito Saccharomyces cerevisiae ed il batterio Escherichia coli, per far acquisire agli studenti la capacità di impostare, eseguire ed interpretare analisi genetiche semplici, con particolare riguardo alle correlazioni fra genotipi e fenotipi, all’analisi di dominanza e recessività, alla segregazione dei geni nei gameti, alla complementazione, alla trasformazione delle cellule con DNA plasmidico con conseguente acquisizione di nuove caratteristiche ereditabili ed all’infezione fagica.
Programma esteso
-Introduzione al laboratorio di genetica: norme di sicurezza operativa e personale, tecniche di sterilizzazione e di coltura, caratteristiche principali dei microrganismi usati e introduzione alle problematiche trattate.
-Determinazione della concentrazione di colture di cellule di lievito (S. cerevisiae) in terreno liquido mediante conteggio al microscopio e del relativo titolo vitale tramite piastramento di appropriate diluizioni su terreno solido.
-Incroci di ceppi di lievito aploidi con diversi genotipi, selezione dei diploidi, induzione della meiosi ed analisi del fenotipo degli stessi ceppi e dei loro prodotti meiotici.
-Test di inibizione della crescita di cellule di lievito aploidi di mating type a (MATa) con alfa factor (halo assay).
-Analisi fenotipica di mutanti “cell division cycle” (cdc) e determinazione della loro vitalità.
-Test di fluttuazione per la valutazione della frequenza di ricombinazione intracromosomica e di mutazione spontanea in lievito.
-Trasformazione di cellule di lievito (S. cerevisiae) con DNA plasmidico, selezione dei trasformanti. -Verifica degli effetti dei plasmidi usati sui fenotipi dei trasformanti.
-Test di perdita plasmidica in lievito.
-Infezione di cellule di E. coli con batteriofagi.
Prerequisiti
Prerequisiti: Frequenza dell'insegnamento frontale di Genetica
Propedeuticità specifiche: nessuna.
Propedeuticità generali: Lo studente potrà sostenere gli esami del secondo anno di corso solo previo superamento degli esami di Istituzioni di Biologia, Chimica generale ed inorganica, Matematica, Lingua Straniera.
Modalità didattica
L'insegnamento (30 h, 3 CFU) si svolge prevalentemente in un laboratorio didattico (26 h), e parzialmente in aula (4 h), dove l'ultimo giorno avviene la discussione finale dei risultati sperimentali. All'inizio di ogni lezione in laboratorio vengono esposti la teoria, gli obiettivi ed il piano sperimentale. Successivamente, gli studenti svolgono praticamente gli esperimenti proposti. I dati sperimentali raccolti collettivamente sono rielaborati ed interpretati in relazione all’atteso. L’ultima lezione, in aula, consiste in una discussione finale che prende in considerazione nel loro insieme tutti risultati sperimentali ottenuti.
L'insegnamento è tenuto in lingua italiana.
Materiale didattico
Il materiale didattico (dispense, slide di tutte le lezioni) è fornito in formato cartaceo e reso disponibile alla pagina e-learning dedicata al modulo didattico di LTA-Genetiche.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame scritto con domande aperte ed esercizi. In particolare, gli esercizi riguardano semplici analisi genetiche, come correlazioni fra genotipi e fenotipi, analisi di dominanza e recessività, complementazione. Le domande aperte riguardano la descrizione di esperimenti svolti durante il corso.
Orario di ricevimento
Ricevimento: su appuntamento, previa richiesta per mail ai docenti.
Aims
The course aims to provide students with the theoretical and practical knowledge essential to manage basic experimental methodologies for genetic analysis, guiding them to set up and perform simple genetic experiments with model microorganisms and discussing their results with them.
Knowledge and understanding.
At the end of the course, students are expected to consolidate and deepen basic knowledge of theoretical, technical and methodological issues already presented by the course in genetics.
Applying knowledge and understanding.
At the end of the course, students are expected to correctly interpret the experimental protocols already used, recognize their salient aspects, collect and process experimental data.
Making judgments.
At the end of the course, students are expected to have developed a critical vision of the experimental design and of the results achieved. Students should recognize when and how it is appropriate to apply experimental procedures and data processing methods learned during the course.
Communication skills.
At the end of the course, students will be able to process experimental data obtained and describe the results achieved in an appropriate language and with the correct technical terms.
Learning skills.
Students will be able to correctly interpret experimental protocols similar to those already practically performed, in contexts different from those already faced during practical laboratory experiences. It is also expected that this experience will increase student's interest in research activities and awareness in scientific aptitudes.
Contents
This course provides a practical approach to simple genetic analysis. Two different model microorganisms will be used, the yeast Saccharomyces cerevisiae and the bacterium Escherichia coli. The students will acquire the ability to set up, perform and interpret simple genetic analyses, with particular regard to the correlations between genotypes and phenotypes, to the analysis of dominance and recessivity, segregation of genes in gametes, complementation, transformation of cells with plasmid DNA and the consequent acquisition of new heritable characteristics and phage infection.
Detailed program
-Introduction to the genetics laboratory: operational and personal safety rules, sterilization and culture techniques, main characteristics of the microorganisms used and introduction to the problems treated.
-Determination of the concentration of cultures of yeast cells (S. cerevisiae) in liquid medium by counting under the microscope and of the relative vital title by plating of appropriate dilutions on solid medium.
-Crosses of haploid yeast strains with different genotypes, selection of diploids, induction of meiosis and analysis of the phenotype of the same strains and their meiotic products.
-Growth inhibition test of cells of mating type a (MATa) with alfa factor (halo assay).
-Phenotypic analysis of “cell division cycle” (cdc) mutants and determination of their viability.
-Fluctuation test for the evaluation of the frequency of intrachromosomal recombination and of spontaneous mutation in yeast.
-Transformation of yeast cells (S. cerevisiae) with plasmid DNA, selection of transformants. Verification of the effects of the plasmids used on the phenotypes of the transformants.
-Plasmid loss test in yeast.
-Infection of E. coli cells with bacteriophages.
Prerequisites
Background: The participation in the Genetics course.
Specific prerequisites: none.
General prerequisites: Students can take the exams of the second year after passing the examinations of Introductory Biology, General and Inorganic Chemistry, Mathematics, and Foreign Language.
Teaching form
The genetics practical course (30 h, 3 ECTS) is mostly performed in a teaching lab (26 h) and partially in a classroom (4 hours), where the final day is carried out the final discussion of experimental results.
At the beginning of each lesson, theory, aims and experimental design will be exposed. Once experimental work is concluded, data are prepared and collected results are collectively discussed.
Last theoretical lesson consists in a final discussion of overall collected data.
Teaching language: italian.
Textbook and teaching resource
Learning material (slides of lessons and experimental data, handout) are made available in printed form and at the e-learning web page of LTA-Genetics module.
Semester
Second semester
Assessment method
Written exam.
Practical and theoretical knowledge will be tested with open questions/definitions and exercises. More in detail, exercises concern simple genetic analyses, such as correlations between genotypes and phenotypes, analysis of dominance and recessivity, complementation. Open questions concern the description of experiments performed during the course
Office hours
Contact: on demand, upon request by mail to lecturers.