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    Aniello RUSSO

    Insegnamento di TECNICHE BIOMOLECOLARI PER LA PRODUZIONE DI FARMACI BIOTECNOLOGICI

    Corso di laurea magistrale a ciclo unico in FARMACIA

    SSD: BIO/11

    CFU: 3,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 24,00

    Periodo di Erogazione: Annualità Singola

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Principi della Biologia Molecolare. Duplicazione DNA, trascrizione, sintesi proteica. Codice genetico. Metodiche del DNA ricombinante ed applicazioni in campo biomedico e diagnostico.

    Testi di riferimento

    J. D. Watson - DNA Ricombinante – Zanichelli.
    R. J. Reece – Analisi dei geni e genomi – EdiSES.
    E’ inoltre disponibile una dispensa fornita dal docente.

    Obiettivi formativi

    L’insegnamento si prefigge di fornire le conoscenze e le competenze teoriche ed operative relative alle metodiche del DNA ricombinante ed al loro utilizzo per la preparazione di farmaci biotecnologici e vaccini.
    Nello specifico lo studente sarà in grado di:
    • riconoscere i nucleotidi del DNA ed RNA
    • ragionare sulle tecniche per l’isolamento di geni e cDNA
    • definire una strategia per la produzione di una proteina ricombinante

    Prerequisiti

    Conoscenze e abilità fornite dal corso di Biochimica I.

    Metodologie didattiche

    lI corso è articolato in 24 ore di lezioni frontali in aula. Lo studio degli acidi nucleici sarà coadiuvato dall’utilizzo di un programma di modellistica molecolare attraverso cui gli studenti potranno interagire con le biomolecole in esame esaminando i dettagli atomici delle strutture. Sono inoltre previsti collegamenti internet alle principali banche dati di bioinformatica biomolecolare. La frequenza delle lezioni è obbligatoria.

    Metodi di valutazione

    L’esame prevede una prova scritta. Questa è volta a valutare la comprensione degli argomenti del programma e la capacità di ragionamento e di collegamento tra i vari argomenti del corso. Più in particolare, la prova ha una durata di 40 minuti e comprende venti domande a risposta multipla. La valutazione finale è espressa in trentesimi.

    Altre informazioni

    Le diapositive mostrate a lezione e la dispensa sulle metodiche del DNA ricombinante possono essere scaricate dal sito Web del DISTABIF. Il docente è disponibile per ricevimento studenti nei giorni indicati sulla scheda insegnamento e su richiesta inoltrata via e-mail.

    Programma del corso

    CONCETTI DI BASE. Campo di studio della biologia molecolare. Genomi, trascrittomi e proteomi.

    STRUTTURA DEGLI ACIDI NUCLEICI. Basi puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi e nucleotidi. Legame fosfodiestereo e struttura primaria. Struttura secondaria del DNA. Parametri strutturali del DNA B e DNA A. Struttura secondaria e terziaria degli RNA.

    REPLICAZIONE DEL DNA. Caratteristiche delle DNA polimerasi. Frammenti di Okazaki. Replicazione in E. coli: primasi, DNA polimerasi III, DNA polimerasi I, DNA ligasi.

    METODI DI BASE PER L’ANALISI DEGLI ACIDI NUCLEICI. Spettri UV e quantizzazione spettrofotometrica degli acidi nucleici. Denaturazione termica del DNA e determinazione della temperatura di fusione. Predizione della Tm: effetto del contenuto in GC e della forza ionica. Rinaturazione del DNA. Precipitazione degli acidi nucleici con sali ed etanolo. Elettroforesi su gel di agarosio. Sequenziamento del DNA.

    METODICHE DEL DNA RICOMBINANTE. Isolamento dell’RNA. Selezione del poli(A)+ RNA. Northern blot. Nick translation. Random priming. Clonaggio del DNA. Enzimi di restrizione. DNA ligasi. Vettori di clonaggio plasmidici. Vettori di espressione. Clonaggio del DNA nel fago lambda. Isolamento del DNA genomico. Southern blot. Marcatura di sonde oligonucleotidiche. Costruzione di una genoteca. Screening di una genoteca. Costruzione e screening di un archivio di cDNA. Reazione a catena della DNA polimerasi. Pregi e limiti della PCR. Clonaggio di un gene mediante PCR. RT-PCR. Applicazioni della PCR in campo diagnostico. DNA fingerprinting. Assemblaggio di geni sintetici.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Principles of Molecular Biology. DNA replication, transcription, protein synthesis. Genetic code. Recombinant DNA technologies and their application in Biology and Medicine.

    Textbook and course materials

    J. D. Watson - DNA Ricombinante – Zanichelli.
    R. J. Reece – Analisi dei geni e genomi – EdiSES.

    Course objectives

    Comprehension of the recombinant DNA technologies and their use for the preparation of biotechnological drugs and vaccines.
    In particular, the student will be able to:
    • identify nucleotides of DNA and RNA.
    • critically discuss the techniques for the isolation of genes and cDNA.
    • define a strategy for the production of a recombinant proteins.

    Prerequisites

    Knowledges and skills furnished by the course of Biochemistry I.

    Teaching methods

    24 hours of lessons in classroom. The study of the structure/function of nucleic acids will involve a molecular modeling program that will allow the students to interact with the biomolecules to examine the atomic details of the structures. Web sites of the main biomolecular databanks will be consulted. The attendance to the lessons is mandatory.

    Evaluation methods

    The written exam is aimed at evaluating the comprehension of the program of study and connection skills between the various topics of the course . In particular, the test lasts 40 minutes and comprises 20 multiple-choice questions. The final evaluation will be expressed in thirtieths.

    Other information

    The slides shown during the lessons can be downloaded from the Web site of DISTABIF. The teacher is available for receiving students on the days indicated on the "scheda di insegnamento" and on request sent by e-mail.

    Course Syllabus

    BASIC CONCEPTS. Field of study of Molecular Biology. Genomes, transcriptomes, and proteomes.

    STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS. Purines and pyrimidines. Nucleosides and nucleotides. Phosphodiester bond. Secondary structure of DNA. Type A and B DNA. Secondary structure of RNA.

    DNA REPLICATION. DNA Polymerases. Okazaki fragments. DNA replication in E. coli: primase, DNA polymerase III, DNA polymerase I, DNA ligase.

    BASIC MOLECULAR BIOLOGY PROCEDURES. UV spectra and DNA quantitation. Thermal DNA denaturation and Tm. Nucleic acids precipitation. Agarose gel electrophoresis. DNA sequencing.

    RECOMBINANT DNA TECHNIQUES. Northern blotting. DNA labeling by nick translation and random priming. DNA cloning: restriction enzymes, DNA ligase, and cloning vectors. pUC vectors. Expression vectors. Cloning in lambda phage. Southern blotting. Oligonucleotide probes. Genomic DNA library screening. cDNA library. Polymerase chain reaction. Synthetic genes.

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