Laboratorio biomolecolare

Oggetto:

Laboratorio biomolecolare

Oggetto:

Biomolecular laboratory

Oggetto:

Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica

MFN0432

Docenti

Prof. Michele DE BORTOLI (Titolare, Responsabile del corso)
Dott. Giovanna Di Nardo (Titolare)
Dott. Davide Corà (Titolare)
Dott. Santina Cutrupi

Corso di studi

Scienze Biologiche D.M. 270

Anno

3° anno

Periodo didattico

I semestre

Tipologia

Caratterizzante

Crediti/Valenza

SSD dell'attività didattica

BIO/10 - biochimica
BIO/11 - biologia molecolare

Modalità di erogazione

Mista (tradizionale e online)

Lingua di insegnamento

Italiano

Modalità di frequenza

Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie

Tipologia d'esame

Scritto ed orale

Modalità d'esame

Un test con domande a risposta multipla ed aperte, sui tre moduli del corso, eseguito di norma a computer sulla piattaforma Moodle. Vengono richieste brevi relazioni scritte illustrate sulle parti pratiche. Test e relazioni vengono valutate congiuntamente e quindi discusse nel loro insieme con lo studente, al quale verrà chiesto di chiarire le parti eventualmente incomplete o scorrette.

Prerequisiti

Conoscenza delle basi di chimica e chimica biologica
Conoscenza delle chimica del carbonio e reazioni organiche su gruppi aminici, carbonilici, carbossilici, alcoolici.
Funzione degli enzimi
Espressione e funzione di biomolecole
Replicazione, trascrizione, traduzione dellinformazione genetica

Oggetto:

Obiettivi formativi

Nel primo modulo, lo studente acquisisce gli elementi di base per capire la funzione delle molecole biologiche sulla base della loro struttura chimica e tridimensionale.

Nel secondo modulo, lo studente acquista la capacità di accedere ed utilizzare le principali banche-dati di genomica, proteine e letteratura disponibili su web e gli elementi introduttivi ad una serie di strumenti per il lavoro bioinformatico.

Con il terzo modulo, infine, lo studente conosce le principali metodiche del DNA ricombinante e le applicazioni per l’analisi di struttura ed espressione dei geni e per la manipolazione dei geni negli organismi. Acquisisce anche pratica diretta nel clonaggio del DNA in E. coli, purificazione ed analisi di plasmidi.

Per ciascuno degli argomenti presentati, lo studente acquisisce gli strumenti di base per un loro utilizzo pratico, attraverso un’esperienza diretta in laboratorio ed applicazioni in aula informatica, basate su risorse web.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Conoscenza dei diversi livelli strutturali delle proteine e loro rappresentazione grafica.
Interpretazione in termini strutturali del ripiegamento nello spazio della catena polipeptidica.
Interpretazione in termini funzionali i siti di legame e i siti catalitici di proteine/enzimi partendo dalla natura degli amino acidi che li costituiscono
Interpretazione funzionale di una sequenza nucleotidica nei formati più comuni presenti in basi di dati.
Conoscenza dei formati delle principali basi di dati genomici, proteomici e di letteratura. Conoscenza dei principali strumenti di analisi delle basi di dati.
Conoscenza delle principali metodologie del DNA ricombinante e delle loro applicazioni.
Riconoscimento ed interpretazione di vettori e sistemi per DNA ricombinante.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Visualizzare, calcolare e studiare le strutture proteiche con l’uso della grafica molecolare
Interrogare basi di dati genomiche, proteomiche e di letteratura.
Trovare elementi di omologia ed identità in sequenze nucleotidiche e aminoacidiche e disegnare primers per PCR.
Eseguire facili manipolazioni di base per il clonaggio e l’analisi del DNA.
Interpretazione di semplici dati da restrizione di plasmidi e sequenze lineari.
Capacità di applicare norme di sicurezza nella manipolazione di DNA ricombinante.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Riconoscimento di molecole e di strutture in basi di dati o in rappresentazione grafica.
Interpretazione di protocolli di base di biologia molecolare.
Analisi con metodi bioinformatici dell’identità e delle caratteristiche di un gene / proteina.
Valutazione dell’adeguatezza delle diverse tecniche molecolari per i problemi applicativi proposti.

ABILITÀ COMUNICATIVE
Elaborato scritto illustrato sulle atività pratiche in laboratorio molecolare ed informatico.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Interattività con banche dati e strumenti disponibili in rete

Oggetto:

Programma

Il corso pone una prima base teorico-pratica all’interfacie tra le conoscenze sulla sequenza dei genomi ed il loro utilizzo per tecnologie del DNA ricombinante, ingegnerizzazione ed espressione di proteine ricombinanti e modellizzazione delle strutture molecolari, anche attraverso i metodi bioinformatici e l’utilizzo di banche dati.
Nel primo modulo, lo studente acquisisce gli elementi di base per capire la funzione delle molecole biologiche sulla base della loro struttura chimica e tridimensionale.
Nel secondo modulo, lo studente acquista la capacità di accedere ed utilizzare le principali banche-dati di genomica, proteine e letteratura disponibili su web e gli elementi introduttivi ad una serie di strumenti per il lavoro bioinformatico.
Con il terzo modulo, infine, lo studente conosce le principali metodiche del DNA ricombinante e le applicazioni per l’analisi di struttura ed espressione dei geni e per la manipolazione dei geni negli organismi. Acquisisce anche pratica diretta nel clonaggio del DNA in E. coli, purificazione ed analisi di plasmidi.
Per ciascuno degli argomenti presentati, lo studente acquisisce gli strumenti di base per un loro utilizzo pratico, attraverso un’esperienza diretta in laboratorio ed applicazioni in aula informatica, basate su risorse web.

This course will build up a first framework at the interface between DNA sequence information, protein structure analysis and their use for recombinant DNA technology, engineering and expression of recombinant proteins and molecular modeling, assisted by bioinformatic tools as well as by the use of other scientific databases.
In the first module, students will acquire basic knowledge to understand molecular functions starting from their chemical and tridimensional structure.
In the second module, students will learn how to get access and use the most important genomic, proteomic and scientific databases on the web, as well as several basic tools to deal with information.
In the third module, students will learn about basic DNA cloning and sequencing, and how to manipulate and transfer cloned DNA between model organisms. In addition students will get direct practical experience on DNA cloning in E. coli and amplification, purification and analysis of plasmids.
The following subjects will be presented:
Module A.
•   Structural levels of proteins.
•   Fundamental methods for protein structure analysis: crystallography and nuclear magnetic resonance.
•   Graphic representations of protein structure
•   Classification of protein domains
•   Computational analysis of the primary protein structure, secondary structure prediction, tertiary structure visualization and analysis (hydrogen bonds, distances, angles, introduction of a point mutation and possible rotamers).
Module B.
•   Genes, genomes and post-genomic analysis. Using genomic databases: ENTREZ and ENSEMBL.
•   Introduction to basic sequence alignment and euristic algorithms. Search of short nucleotide sequence in databases: primer design, restriction site mapping and regulatory elements mapping.
•   Databases for the biomedical literature (NCBI PubMed) and other biological databases.
Module C.
•   DNA cloning, libraries and identification methods.
•   DNA sequencing and genome sequencing.
•   Methods for studying the structure and expression of genes and genomes
•   DNA cloning in eukaryotes. S.cerevisiae and gene targeting. Gene transfer in animal cells and in transgenic organisms.
•   In vitro mutagenesis. Fusion proteins and tagging methods.
•   Recombinant protein production for research and applications.

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sulla piattaforma Moodle di Facoltà:
http://biologia.i-learn.unito.it/

Su questa piattaforma sono disponibili:
•   pdf presentazioni delle lezioni
•   pdf articoli utilizzati
•   esercizi on-line
•   simulazioni di test d’esame on-line
•   Forum degli studenti su argomenti del corso.
Alla piattaforma si accede attraverso credenziali SCU ed è necessaria la registrazione al corso.

I testi base consigliati per il corso sono:
- Branden e Tooze: Introduction to protein structure . Second Edition - Garland Publ Inc..
- Dale and von Schantz, Dai geni ai genomi, EdiSes Napoli, 2003    oppure ReeceRJ, Analisi dei geni e genomi, EdiSes Napoli, 2006.

E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
-   Pdf delle presentazioni e appunti delle lezioni;
-   articoli presi dalla letteratura come specificato durante le lezioni.

Infine sono di seguito indicati altri siti internet di interesse:
-   www.expasy.ch
-   www.rcsb.org/pdb
-   http://www.biology.arizona.edu/biochemistry/biochemistry.html
-   www.ncbi.nlm.nih.gov
-    http://tools.nebs.com
-    http://www.genome.ou.edu/protocol_book/protocol_index.html

Un test con domande a risposta multipla ed aperte, sui tre moduli del corso, eseguito di norma a computer sulla piattaforma Moodle. Vengono richieste brevi relazioni scritte – illustrate sulle parti pratiche. Test e relazioni vengono valutate congiuntamente e quindi discusse nel loro insieme con lo studente, al quale verrà chiesto di chiarire le parti eventualmente incomplete o scorrette.

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria; per i corsi di laboratorio e le attività di esercitazione relative ai corsi la frequenza è obbligatoria e non può essere inferiore al 70% delle ore previste.

Descrizione

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sulla piattaforma Moodle:
http://biologia.i-learn.unito.it/course/view.php?id=330

Su questa piattaforma sono disponibili:

pdf presentazioni delle lezioni
pdf articoli utilizzati
esercizi on-line
simulazioni di test d’esame on-line
Forum degli studenti su argomenti del corso.

Alla piattaforma si accede attraverso credenziali SCU ed è necessaria la registrazione al corso.

I testi base consigliati per il corso sono:

- Branden e Tooze: Introduction to protein structure . Second Edition - Garland Publ Inc..
- Dale and von Schantz, Dai geni ai genomi, EdiSes Napoli, 2003 oppure
ReeceRJ, Analisi dei geni e genomi, EdiSes Napoli, 2006.

E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:

- Pdf delle presentazioni e appunti delle lezioni;
- articoli presi dalla letteratura come specificato durante le lezioni.

Infine sono di seguito indicati altri siti internet di interesse:

-          www.expasy.ch
-          www.rcsb.org/pdb
-          http://www.biology.arizona.edu/biochemistry/biochemistry.html
-          www.ncbi.nlm.nih.gov
-    http://tools.nebs.com
-    http://www.genome.ou.edu/protocol_book/protocol_index.html

Oggetto:

Note

ATTENZIONE: Il modulo MADR inizierà regolarmente il 1° ottobre alle 14, Aula C, Via Accademia ALbertina 13.

Prestate attenzione al CALENDARIO delle attività, che contiene informazioni anche sugli altri moduli e sulle attività pratiche.

Curriculum Biomolecolare Cellulare.

Oggetto:

Moduli didattici

Bioinformatica introduttiva (MFN0432B)
Metodi e applicazioni del DNA Ricombinante (MFN0432C)
Strutturistica di base di macromolecole (MFN0432A)

Oggetto:

Altre informazioni

http://biologia.i-learn.unito.it/course/view.php?id=330

Oggetto: