CORSO DI BIOLOGIA MOLECOLARE E BIOTECNOLOGIE Nel 1981

CORSO DI BIOLOGIA MOLECOLARE E BIOTECNOLOGIE
Nel 1981 la Federazione Europea di Biotecnologia scrive: “per biotecnologia si intende l’uso
integrato di microbiologia, biochimica e ingegneria al fine di realizzare l’applicazione industriale
delle proprietà e delle capacità potenziali di microrganismi, cellule coltivate di tessuto o loro parti”.
Più di recente il termine “biotecnologia” viene quasi sempre associato alla biologia molecolare e
alle tecniche di ingegneria genetica mirate alla manipolazione del DNA. Negli ultimi anni infatti
sono stati compiuti grandi passi avanti nello sviluppo e nella messa a punto di metodologie mirate
allo studio e all’analisi del materiale genetico, utilizzato sia per il miglioramento/sfruttamento degli
organismi viventi a vantaggio dell’uomo, che per applicazioni sull’uomo stesso (scopi medici, legali
ecc.) e recentemente anche per lo studio dell’evoluzione della nostra specie.
Il progetto che viene portato avanti con le classi del Liceo Scientifico “Piero Gobetti” ha come
scopo quello di far conoscere ai ragazzi le principali tecniche oggi utilizzate nel campo della ricerca
genetica e molecolare, per mezzo di lezioni teorico/pratiche che coinvolgono ciascun partecipante.
Iniziando dall’estrazione del DNA, passando per l’amplificazione mediante PCR (Polymerase
Chain Reaction) del DNA stesso, l’elettroforesi su gel d’agarosio per la visualizzazione dei prodotti
di amplificazione, sino al sequenziamento del DNA con metodo di Sanger, si ottengono i motivi
nucleotidici della regione HVRI del DNA mitocondriale (mtDNA) di tutti gli studenti. Vengono
quindi esposti alcuni dei software utilizzati nella genetica di popolazione al fine di studiare le
sequenze ottenute e valutare il grado di variabilità genetica presente all’interno di ciascun gruppo di
studenti.
Le esperienze di laboratorio sono affiancate da alcune lezioni teoriche che illustrano i risultati a cui
hanno condotto oggi le metodologie imparate dagli studenti, nei più diversi campi scientifici. In
campo zootecnico e agrario per quanto riguarda la produzione di alimenti transgenici; in campo
medico per quanto riguarda la prevenzione e la cura delle malattie genetiche; nell’ambito forense,
con l’identificazione personale mediante DNA fingerprinting. Gli incontri si concludono con una
lezione di antropologia molecolare e paleogenetica, nel corso della quale vengono esposte le
recentissime teorie circa l’evoluzione dell’uomo e le relazioni intercorse tra la nostra specie ed
Homo neanderthalensis.
Dr.ssa Alessandra Modi – Dipartimento di Biologia evoluzionistica - Università di Firenze.
PROGRAMMA DEGLI INCONTRI
1a LEZIONE – teorica: Descrizione del corso
Breve ripasso su struttura e funzione del DNA
Il DNA mitocondriale
Come si effettua uno studio sul DNA
2a LEZIONE – pratica: Estrazione del DNA da epitelio buccale
3a LEZIONE – teorica: La reazione a catena della DNA Polimerasi (PCR)
L'elettroforesi
4a LEZIONE – pratica: Amplificazione del DNA mitocondriale degli studenti tramite PCR
5a LEZIONE – pratica: Elettroforesi del DNA amplificato
6a LEZIONE – teorica: Clonaggio e sequenziamento del DNA
7a LEZIONE – pratica: Il sequenziamento del DNA
Allestimento di una reazione di sequenza per determinare la sequenza di
DNA mitocondriale degli studenti
8a LEZIONE – teorica: Evoluzione Molecolare, Applicazione delle metodiche di Biologia
Molecolare in campo medico, agrario e zootecnico, legale
9a LEZIONE – pratica: Visualizzazione delle sequenze di DNA mitocondriale degli studenti e loro
analisi tramite software specifici
10a LEZIONE – teorica: Evoluzione molecolare, Applicazione delle metodiche di Biologia
Molecolare in campo antropologico, per lo studio dell’evoluzione umana