Course Syllabus
Obiettivi
In questo corso saranno trattati aspetti basilari della biologia molecolare e cellulare degli organismi marini. Gli argomenti trattati comprendono metodologie ed applicazioni della biologia molecolare per lo studio di processi biologici a livello di interi ecosistemi. Alla fine del corso gli studenti dovrebbero essere in grado di definire specifici problemi biologici attraverso marcatori molecolari, di progettare procedure sperimentali compatibili e di definire protocolli analitici necessari.
Contenuti sintetici
Principi ed applicazioni di tecniche di Biologia Molecolare (genomica, trascrittomica e proteomica) per lo studio dell'ecologia marina
Programma esteso
Introduzione
- Organizzazione e struttura dei genomi.
- Principi dell'evoluzione molecolare dei geni.
- Relazione tra regolazione genica e funzioni biologiche.
**La genomica **
- Metodi di sequenziamento del genoma: metodo dei dideossinucleotidi, primer walking, pyrosequenziamento, uso di terminatori reversibili , sequenziamento mediante ligazione, metodi di sequenziamentosu larga scala : shot-gun sequencing di interi genomi, cyclic array
- Polymerase Chain Reaction (PCR): principi ed applicazioni in ecologia marina
- Identificazione di specie mediante barcoding.
La transcrittomica
- Real-time polymerase chain reaction quantitativa (QPCR): principli e tipi di sonde;
- Analisi assolute e relative
- DNA arrays: array a cDNA ed a oligonucleotidi
- analisi comparative di funzioni cellulari basate su array.
La proteomica
- Preparazione di estratti di proteineda batteri, tessuti di animali e da piante.
- SDS PAGE e rilevamento di proteine specifiche mediante analisi di Western.
- elettroforesi bidimensionale, 2D: pattern di proteine in 2D, spettrometria di massa e analisi comparative.
Prerequisiti
Conoscenza di base della Biologia Molecolare e dell'Ecologia
Modalità didattica
21 lezioni da 2 ore svolte in presenza, Didattica Erogativa
Materiale didattico
Gli studenti possono utilizzare come testo generale "Gene Cloning and DNA Analysis: An Introduction" T.A. Brown, settima edizione. il materiale didattico utilizzato a lezione è disponibile sulla piattaforma dell'e-learning.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Il corso sarà tenuto nel primo semestre secondo un calendario che verrà pubblicato.
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Modalità d'esame
L'esame è orale. Gli studenti presenteranno un lavoro di ricerca originale basato su un approccio di biologia molecolare e risponderanno a domande sui principi e le applicazioni di tecniche presentate durante il corso.
Durante l'esame il candidato dovrà dimostrare la sua capacità di affrontare e discutere criticamente gli argomenti.
Più in dettaglio, l'esame consiste in una presentazione in PowerPoint di un articolo scientifico.
Una volta scelto l'articolo, si prega di inviarlo al docente per l'approvazione. Le regole e i suggerimenti per la presentazione sono caricati sull'e-learning del corso. Vengono valutati i seguenti aspetti: (a) aspetti grafici, (b) approfondimento dell'articolo e (c) chiarezza della presentazione.
Il voto viene conferito in trentesimi nel range 18-30/30
Orario di ricevimento
Il docente riceve su appuntamento da lunedì a venerdì dalle 9.00 alle 17.00
Sustainable Development Goals
Aims
This course introduces the basic aspects of the molecular and cellular biology of marine organisms. Topics include the methodology and applications of molecular biology as a means of examining ecosystem-wide biological processes. At completion of the course, the students should be able to define specific biological problems with corresponding molecular markers, to design compatible experimental procedures and to define the necessary analytical protocols.
Contents
Principles and applications of molecular biology tools (genomics, transcriptomics and proteomics) for the study of marine ecology.
Detailed program
Introduction
- Organization and structure of genomes.
- Principles of molecular evolution of genes.
- Relationship between gene regulation and biological functions.
- Phylogenetic relationships among marine organisms
Genomics
- Genome sequencing methods: dideoxy procedure, primer walking, pyrosequencing, use of reversible chain terminators, sequencing by ligation, large-scale DNA sequencing methods: shot-gunning strategy for sequencing genomes, cyclic array
- sequencing whole genome of key organisms, genome comparison for phylogeny, genomic analysis of natural communities, genomic analysis of communities (genome ecology),
- Polymerase Chain Reaction (PCR): principles and application in marine ecology
- Species identification by barcoding.
Transcriptomic
- Northern analysis
- Quantitative real-time polymerase chain reaction (QPCR): principles and probes;
- Absolute and quantitative analyses
- DNA arrays: cDNA and oligonucleotide arrays
Proteomic
- Preparation of protein samples from bacteria, plants and animal tissues.
- SDS PAGE and protein detection by Western analysis.
- 2D gel electrophoresis: 2D protein patterns, mass spectrometry and comparative analyses.
Prerequisites
Undergraduate Molecular Biology and Ecology
Teaching form
21 two-hour lectures, in person, Delivered Didactics
Textbook and teaching resource
The students can use "Gene Cloning and DNA Analysis: An Introduction" T.A. Brown 7th Edition as general textbook. The teaching material used for the lessons is available on the e-learning platform.
Semester
The course will take place in the first semester according to a timetable that will be published.
Assessment method
Examination type:
Oral examination. Students will perform a presentation focused on a research paper based on Molecular Biology approach and they will discuss about the principles and applications of technologies introduced in this course.
During the exam the candidate must demonstrate his ability to address and critically discuss the topics.
More in detail the examination consists of a PowerPoint presentation of a scientific article.
Once you have chosen the article, please send it to the teacher for approval. The rules and suggestions for the presentation are uploaded on the e-learning of the course. The following aspectes are evaluated: (a) graphical aspects, (b) insights into the article, and (c) clarity of the presentation.
Mark range: 18-30/30
Office hours
The teacher will receive by appointment. Monday - Friday 9.00-17.00
Sustainable Development Goals
Staff
-
Ivan Orlandi
