Scheda ECTS – SUA

Descrizone delle singole attività formative (Quadro B1 e sotto quadri)
ECTS
(in Italiano)
Corso di Laurea dell’Insegnamento (triennale, magistrale o a ciclo Unico):
0760
ECTS
(in Inglese)
Degree Course (specify if 1st Cycle, 2nd Cycle, or one-tier, degree ect.):
0760
Classe di Laurea:
L-29
SSD (Settore scientifico disciplinare):
BIO-10
Dipartimento competente:
Farmacia e Scienze della Salute e della Nutrizione
Nome del/dei docente/i:
VIVIANA BARTELLA, PAOLA LUNETTI
Riferimenti del docente (e-mail, ecc.):
[email protected], [email protected]
Orario di ricevimento:
Giovedi’ 14.30-16.30
Eventuali altri docenti coinvolti:
Degree Class:
L-29
Scientific disciplinary Sector:
BIO-10
Department:
Pharmacy and Health and Nutritional Sciences
Name of the Teacher:
VIVIANA BARTELLA, PAOLA LUNETTI
Contact details on the teacher (e-mail, etc.):
[email protected], [email protected]
Meeting schedule for students:
Thursday 14.30-16.30
any other teachers involved:
Titolo dell'unità formativa:
TECNOLOGIE BIOCHIMICO-MOLECOARI NELL’INDUSTRIA
(Mod. Tecnologie Molecolari Ricombinanti, Mod. Biochimica dei prodotti di
origine biotecnologica e degli xenobiotici)
Codice dell'unità formativa:
27005113 (Tecnologie biochimico-molecoari nell’industria)
27005114 (Tec.mol.rec.), 27005115 (Bioc.pro.biotec.xeno.)
Title of the Teaching Unit:
MOLECULAR BIOCHEMICAL TECHNOLOGY INDUSTRY
(Mod. Recombinant Molecular Technologies, Mod. Biochemistry of the
products of biotechnological origin and xenobiotics)
Code of the Teaching Unit:
27005113 (Molecular biochemical technology industry), 27005114
(Tec.mol.rec.), 27005115 (Bioc.pro.biotec.xeno.)
Tipo di unità formativa (di base o caratterizzante, affine, a scelta, altro):
C (Tec.mol.rec.), A (Bioc.pro.biotec.xeno.)
Type of teaching Unit:
C (Tec.mol.rec.), A (Bioc.pro.biotec.xeno.)
Propedeuticità:
Livello dell'unità formativa (es. I, II, o III ciclo; ove pertinente, livello intermedio):
I ciclo
Level of the Teaching Unit:
1st cycle
Anno di studio/corso (ove pertinente):
TERZO
Anno/Semestre/Trimestre ove l'unità formativa viene erogata:
I semestre
Year of study:
third year
Year, Semester, trimester in which the teaching unit is provided
1st Semester
Period:
Periodo:
Tecnologie molecolari ricombinanti dal 29-9-2014 al 30-10-2014;
Recombinant Molecular Technologies from 29 September 2014 to 30 October
Biochimica dei prodotti di origine biotecnologica e degli xenobiotici dal 2014, Mod. Biochemistry of the products of biotechnological origin and
03/11/2014 al 30/01/2015
xenobiotics from 3 November 2014 to 30 January 2015
Ore di lezioni frontali:
Hours of lectures:
72
72
24 (Tec.mol.rec.), 48 (Bioc.pro.biotec.xeno.)
24 (Tec.mol.rec.), 48 (Bioc.pro.biotec.xeno.)
Ore studio individuali:
Hours of individual study:
180
180
60 (Tec.mol.rec.), 120 (Bioc.pro.biotec.xeno.)
60 (Tec.mol.rec.), 120 (Bioc.pro.biotec.xeno.)
Ore di laboratorio (ove pertinente):
Laboratory hours (where applicable):
Numero di crediti formativi CFU/ECTS erogati:
9
3 (Tec.mol.rec.), 6 (Bioc.pro.biotec.xeno.)
Lingua di insegnamento:
Italiano
Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.):
Lezioni
Number of Credits CFU/ECTS awarded:
9
3 (Tec.mol.rec.), 6 (Bioc.pro.biotec.xeno.)
Teaching language:
italian
Organization of teaching (lectures, tutorials, laboratory, etc.):
Lectures
Modalità di frequenza (obbligatoria, facoltativa):
Obbligatoria
Frequency mode (compulsory, optional):
Compulsory
Modalità di erogazione (frontale, a distanza, mista):
Frontale
Mode of delivery (front, at a distance, mixed):
Front
Metodi di valutazione (Prova scritta, orale, ecc):
Prova scritta
Metodi di valutazione (Prova scritta, orale, ecc):
written test
Obiettivi formativi dell’Unità formativa (risultati d'apprendimento previsti e
competenze da acquisire):
Tecnologie molecolari ricombinanti: concetti fondamentali di biologia molecolare,
comprensione dei meccanismi di espressione e trasmissione dell'informazione genica.
Tecnica del clonaggio dei geni e PCR.
Biochimica dei prodotti di origine biotecnologica e degli xenobiotici: concetti
fondamentali di biochimica industriale, al fine di fornire agli studenti le basi
biochimiche delle tecnologie industriali, utili nella produzione di composti di
interesse nell'industria chimica e farmaceutica.
Learning outcomes:
Recombinant molecular technologies: basic concepts of molecular biology,
understanding the mechanisms of expression and transmission of genetic
information. Technique of gene cloning and PCR.
Biochemistry of the products of biotechnological origin and xenobiotics:
fundamental concepts of industrial biochemistry, in order to provide students
with the biochemical basis of industrial technologies, useful in the production
of compounds of interest in the chemical and pharmaceutical industries.
Prerequisiti e co-requisiti:
Nozioni di base di biologia cellulare e biochimica
Unità formative opzionali consigliate:
Prerequisities/Co-requsities:
Basic knowledge of cellular biology and organic chemistry
Other optional Teaching Units:
Contenuti del corso/programma:
Content of the Program/Course:
TECNOLOGIE MOLECOLARI RICOMBINANTI
La cellula: Cellula procariotica ed eucariotica, organizzazione e differenze.
Struttura delle macromolecole: DNA, RNA, nucleotidi e nucleosidi, legame fosfodiesterico;
regole di Chargaff.
Replicazione del DNA: modello semiconservativo; origine e movimento delle forcine di
replicazione; fasi di inizio, allungamento e termine della replicazione.
Trascrizione dell’informazione genetica: unità di trascrizione, promotori, terminatori e
relative caratteristiche; RNA polimerasi e sintesi dell’RNA (inizio, allungamento e termine);
maturazione dei trascritti.
Sintesi proteica nei procarioti: fasi d’inizio, allungamento e terminazione; caratteristiche dei
tRNA.
Codice genetico: degenerazione, vacillamento dell’anticodone, codoni d’inizio e di
terminazione.
Vettori per il clonaggio dei geni: plasmidi e batteriofagi.
Purificazione del DNA da cellule: estrazione e purificazione del DNA genomico, plasmidico
e fagico.
Manipolazione del DNA: enzimi di restrizione e di modificazione, ligasi, polimerasi,
nucleasi; digestione del DNA e separazione dei frammenti mediante elettroforesi; marcatura
del DNA.
Tecnica del clonaggio: linker, adattatori e code omopolimeriche.
Introduzione di DNA in cellule procariotiche: trasformazione e identificazione dei
ricombinanti.
Selezione del clone di un gene specifico: selezione diretta; librerie genomiche e di cDNA e
screening (ibridazione, marcatura con sonde radioattive e non, oligonucleotidi degenerati,
sonde eterologhe, immunoscreening).
RECOMBINANT MOLECULAR TECHNOLOGIES
Cellular systems: prokaryotic and eukaryotic cell, organization and differences.
Structure of macromolecules: DNA, RNA, nucleotides and nucleosides, phosphodiester
bond; Chargaff's rules.
Replication of DNA: semiconservative model; origin of replication and movement of the
pins; stages of initiation, elongation and termination of replication.
Transcription of genetic information: transcription units, promoters, terminators and their
characteristics; RNA polymerase and RNA synthesis (initiation, elongation and termination);
maturation of the transcripts.
Protein synthesis in prokaryotes: stages of initiation, elongation and termination;
characteristics of the tRNA; genetic code degeneracy, start and termination codons.
Vectors for gene cloning: plasmids and bacteriophages.
Purification of DNA from cells: extraction and purification of genomic, plasmid and phage
DNA.
Manipulation of DNA: restriction and modification enzymes, ligases, polymerases,
nucleases; DNA digestion and separation of the fragments by electrophoresis; DNA labeling.
Technique of cloning: linker, adapters and homopolymer tails.
Introduction of DNA in prokaryotic cells: transformation and identification of
recombinants.
Selecting the clone of a specific gene: direct selection; cDNA and genomic libraries and
screening (hybridization, labeling with radioactive probes and non-degenerate
oligonucleotide probes heterologous, immunoscreening).
Polymerase Chain Reaction (PCR): design and characteristics of primers, cloning of PCR
products.
Sequencing DNA: chain termination and chemical degradation; Southern blot analysis.
Reazione polimerasica a catena (PCR): design e caratteristiche dei primer, clonaggio dei
prodotti di PCR.
Sequenziamento del DNA: terminazione della catena e degradazione chimica; Souther
blotting.
Studio della funzione e dell’espressione dei geni: nucleasi S1, Northern blotting, RT-PCR,
gel retardation, footprinting, analisi di delezioni, mutagenesi.
BIOCHIMICA DEI PRODOTTI DI ORIGINE BIOTECNOLOGICA E DEGLI
XENOBIOTICI
Biochimica Industriale e processi biotecnologici. Definizione di processo biotecnologico:
processi a monte, biotrasformazioni, processi a valle. Sistemi biologici nella Biotecnologia
molecolare: cellule procariotiche ed eucariotiche, organizzazione. Batteri e Lieviti.
Principi di crescita microbica. Fermentazioni. Ottimizzazione dell’efficienza del processo
fermentativo. Colture batch e colture continue. Bioreattori. Materie prime utilizzate nella
fermentazione. Raccolta delle cellule microbiche: centrifugazione e filtrazione. Lisi delle
cellule microbiche: metodi chimici, lisi enzimatica, metodi fisici. Processi a valle: isolamento
delle proteine.
Produzione di prodotti di origine biotecnologica. Produzione di etanolo. Produzione di
enzimi industriali e di amminoacidi (acido glutammico, lisina, triptofano). Produzione di
vitamina C. Sintesi del colore indaco. Sintesi di antibiotici e vaccini. Sintesi di biopolimeri.
La manipolazione dell’espressione genica nei Procarioti. Espressione dei geni. Vettori di
espressione. Promotori forti e regolabili: sistemi usati su scala industriale. Proteine di fusione
e loro impiego. Miglioramento della stabilità delle proteine. Limitata disponibilità di ossigeno:
impiego di ceppi ospiti deficienti di proteasi. Integrazione del DNA nel cromosoma della
cellula ospite. Aumento della secrezione di una proteina espressa: batteriocina. Carico
metabolico.
Produzione di proteine ricombinanti nelle cellule Eucariotiche. Sistemi di espressione
basati su Saccharomyces cerevisiae. Sistemi di espressione basati sulle cellule di insetto in
coltura. Vettori di espressione per le cellule di mammifero. Proteine espresse mutate.
Addizione di legami disolfuro.
Biochimica degli Xenobiotici. Metabolismo degli Xenobiotici ed enzimi coinvolti.
Degradazione microbica degli Xenobiotici.
Study of the function and expression of genes: S1 nuclease, Northern blotting, RT-PCR,
gel retardation, footprinting analysis of deletions, mutagenesis.Expression in Prokaryotes.
BIOCHEMISTRY OF THE PRODUCTS OF BIOTECHNOLOGICAL ORIGIN AND
XENOBIOTICS
Industrial Biochemistry and Molecular Biotechnology. Bioengineered biotechnology
process: upstream processing, biotransformation, downstream processing. Molecular
biotechnology biological system: prokaryotic and eukaryotic cells. Bacteria and Yeasts.
Principles of microbial growth. Fermentations. Bioreactors. Maximizing the efficiency of
the fermentation process. Raw materials used in fermentations. Harvesting of microbial cells:
centrifugation and filtration. Disrupting microbial cells: chemistry, enzymatic and physical
methods. Downstream processing: protein purification.
Biotechnological products. Synthesis of ethyl alcohol. Synthesis of industrial enzymes and
amino acids (glutamic acid, lysine, tryptophan). Synthesis of L-ascorbic acid. Synthesis of
Indigo. Antibiotics and vaccines synthesis. Synthesis of biopolymers.
Manipulation of gene expression in Prokaryotes. Gene expression. Expression vectors.
Strong and regulatable promoters: industrial systems. Fusion proteins. Uses of protein fusion.
Increasing protein stability. Overcoming oxygen limitation: use of protease-deficient host
strains. DNA integration into the host chromosome. Increasing secretion of recombinant
protein: bacteriocin. Metabolic load.
Recombinant protein production in Eukaryotic cells. Saccharomyces cerevisiae
expression systems. Cultured insect cell expression systems. Mammalian cell expression
vectors. PCR-amplified oligonucleotide-directed mutagenesis. Protein engineering. Adding
disulfide bonds.
Xenobiotics. Metabolism and enzymes involved. Microbial degradation of xenobiotics.
Letture consigliate o richieste:
Biotecnologie molecolari-principi e tecniche. T.A. Brown; Zanichelli.
Biotecnologia Molecolare. B.R. Glick, J.J. Pasternak. Zanichelli
Biotecnologia e Bioindustria. L. Alberghina, E. Cernia. Ed. UTET.
Attività di apprendimento previste e metodologie didattiche:
Power point
Suggested texts:
Metodi e criteri di accertamento del profitto:
Quesiti intercorso ed esame finale
Methods and assessment criteria:
Questions inter course and final exam
Biotecnologie molecolari-principi e tecniche. T.A. Brown; Zanichelli.
Biotecnologia Molecolare. B.R. Glick, J.J. Pasternak. Zanichelli.
Biotecnologia e Bioindustria. L. Alberghina, E. Cernia. Ed. UTET.
Planned learning activities and teaching methods:
Power point
Tirocini/o:
Internships/placements: