Course Syllabus
Obiettivi
L'insegnamento si propone di fornire competenze sulle tecniche di base della biologia molecolare. Attraverso la frequenza del modulo di LTA-Biologia Molecolare, gli studenti potranno raggiungere i seguenti obiettivi:
Conoscenze e capacità di comprensione: consolidare ed approfondire conoscenze di base (teoriche, tecniche e metodologiche) nell'ambito delle tecniche di base di manipolazione del DNA.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione: interpretare correttamente i protocolli sperimentali oggetto dell'esperienza e riconoscerne gli aspetti salienti; eseguire i protocolli sperimentali proposti in ottemperanza di buone pratiche di laboratorio e di norme di sicurezza; raccogliere ed elaborare i dati sperimentali.
Autonomia di giudizio: riconoscere il disegno sperimentale, considerarne i punti critici; valutare criticamente i risultati ottenuti; riconoscere i contesti di applicazione dei metodi sperimentali messi in atto.
Abilità comunicative: rielaborare i dati sperimentali ottenuti, descrivere efficacemente le procedure ed i risultati, utilizzando il linguaggio tecnico più appropriato.
Capacità di apprendimento: interpretare correttamente protocolli sperimentali analoghi a quelli già eseguiti praticamente, la cui applicazione sia richiesta in contesti diversi e più complessi.
Contenuti sintetici
L’esecuzione di tecniche base di biologia molecolare sarà preceduta da un breve richiamo ai principi teorici su cui esse si basano e da una descrizione dettagliata delle procedure sperimentali proposte. Le tecniche considerate riguardano analisi, purificazione, caratterizzazione e manipolazione di acidi nucleici.
Programma esteso
In questo modulo sono affrontati esperimenti di biologia molecolare. Gli esperimenti sono preceduti da un’adeguata introduzione selle procedure sperimentali ache su strumentazione e reagenti da usare. Gli esperimenti sono seguiti dalla discussione dei dati ottenuti e delle possibili applicazioni.
Il programma verrà sviluppato analizzando in dettaglio i seguenti punti principali:
- analisi di acidi nucleici: uso dello spettrofotometro per la definizione di spettri di assorbimento, dosaggio di DNA; uso di coloranti intercalanti; elettroforesi su gel di agarosio;
- metodologie del DNA ricombinante: preparazione di frammenti di DNA tramite reazioni con enzimi di restrizione o mediante amplificazione attraverso Polymerase chain reaction (PCR); reazioni di ligazione del DNA per subclonare un frammento in un vettore plasmidico e trasformazione di Escherichia coli;
- amplificazione, purificazione e caratterizzazione di molecole di DNA: metodi di preparazione di DNA plasmidico ricombinante da cellule batteriche trasformate e sua caratterizzazione mediante analisi di restrizione seguita da elettroforesi su gel di agarosio;
- uso di semplici tool di bioinformatica per l’analisi di acidi nucleici e la progettazione di strategie di sub clonaggio.
Prerequisiti
Prerequisiti: nessuno
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
8 Attività di laboratorio in 2/4 ore (30 ore complessive), svolte in modalità interattiva
La frequenza è obbligatoria (75% delle ore erogate). Per maggiori dettagli si rimanda al calendario delle lezioni di LTA (v. sito del CdL in Biotecnologie).
Insegnamento in lingua italiana
Materiale didattico
Il materiale didattico (dispense, slide delle lezioni introduttive, dati sperimentali) è disponibile sulla piattaforma e-learning dedicata all'unità didattica di LTA-Biomolecolari.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame scritto di 2 ore con 5 esercizi e/o problemi delle tipologie affrontate durante il corso. In particolare, gli esercizi riguardano mappe di restrizione, allestimento di reazioni di digestione con enzimi di restrizione, reazioni di ligazione e PCR, dosaggio di DNA e preparazione di gel per elettroforesi. La prova sarà svolta tramite piattaforma e-learning.
Orario di ricevimento
Ricevimento: su appuntamento, previa richiesta per mail ai docenti.
Sustainable Development Goals
Aims
The course aims at providig students with skills in basic molecular biology techniques.
Students attending the LTA-Molecular Biology practical are expected to achieve the following objectives:
Knowledge and understanding: consolidate and deepen basic knowledge (theoretical, technical and methodological) in the field of DNA manipulation techniques.
Applying knowledge and understanding: correctly interpret the experimental protocols and recognize their relevant aspects; carry out the proposed experimental protocols in compliance with good laboratory practices and safety standards; collect and process experimental data.
Making judgements: recognize the experimental design, consider its critical points; critically evaluate the results obtained; recognize the contexts of application of the experimental methods carried out.
Communication skills: re-elaborate experimental data, effectively describe experimental procedures and results, using an appropriate technical vocabulary.
Learning skills: correctly interpret experimental protocols similar to those practically performed, whose application is required in different and more complex contexts.
Contents
Some basic molecular biology techniques are the topic of this practical course. Laboratory experiences will be preceded by brief references to the theoretical principles and by detailed descriptions of the proposed procedures. The techniques considered concern the analysis, purification, characterization and manipulation of nucleic acids.
Detailed program
Molecular biology experiments are addressed in this module. The experiments are preceded by an adequate introduction of experimental procedures on instruments and reagents to be used. The experiments are followed by the discussion of the data obtained and of the possible applications of each technique.
The following procedures will be presented:
- nuclei acid analysis: spectrophotometry and definition of absorption spectrum, DNA dosage, intercalating dyes, electrophoresis on agarose gel;
- recombinant DNA technologies: preparation of DNA fragments by digestion with restriction enzymes or by polymerase chain reaction (PCR), ligation of a DNA into a vector for subcloning purposes and Escherichia coli transformation;
- amplification, purification and characterization of DNA molecules: recombinant plasmidic DNA extraction methods from E. coli clones and its characterization by restriction analysis followed by electrophoresis on agarose gel;
- in-silico analysis of DNA molecules by simple bioinformatics tools and planning of a subcloning strategy.
Prerequisites
Background: none.
Specific prerequisites: none.
General prerequisites: Students can take the exams of the second year after passing the examinations of Institutions of Biology, General and Inorganic Chemistry, Mathematics, and Foreign Language.
Teaching form
8 two/four-hour lab activities, 30 hours in total, delivered by interactive teaching.
The attendance is mandatory (75% of hours). For further details, please, refer to lesson calendar on the website of Biotechnology program.
Teaching language: italian.
Textbook and teaching resource
Learning material (slides of introductory lessons, handout, experimental data) is available at the e-learning platform of LTA-Molecular Biology module.
Semester
Second semester
Assessment method
Two-hour written with 5 exercises and/or problems of the types addressed during the course. In particular, the exercises concern restriction maps, setting up digestion reactions with restriction enzymes, ligation and PCR reactions, DNA assay and preparation of gels for electrophoresis.The exam will be carried on by e-learning platform.
Office hours
Contact: on demand, upon request by mail to lecturers.
