ITALIANO

Il corso si integra con i moduli di Laboratorio di Genetica e di Microbiologia, per il corso di "Laboratorio di Metodologie Biomolecolari, Genetiche e Microbiologiche", e ha un comune obiettivo simulante parte di un progetto di ricerca: Isolamento e clonaggio di un gene umano. Il Laboratorio di Biologia Molecolare si occuperà in particolare di illustrare e far praticare l'isolamento di un gene mediante la PCR e clonaggio in un vettore plasmidico.

1-DNA ricombinante-Watson, Caudy et al- Zanichelli
2-Dispense e slide fornite dal docente

Conoscenza e Comprensione: l’insegnamento mira a fornire agli studenti una conoscenza approfondita delle tecniche impiegate per il clonaggio di un gene in un vettore plasmidico. Gli studenti comprenderanno l'utilizzo di software per la selezione di sequenze geniche di interesse e per la progettazione dei primers per la pCR. Inoltre, comprenderanno l’utilizzo e le applicazioni delle tecniche laboratoriali per l’amplificazione di una sequenza di DNA tramite PCR, le metodologie di visualizzazione dei prodotti di PCR tramite elettroforesi su gel di agarosio, e di clonaggio tramite digestione enzimatica e reazioni ligasica.

Capacità di Applicare la Conoscenza e la Comprensione: Lo studente sarà in grado di: applicare le conoscenze acquisite per progettare l’amplificazione ed il clonaggio di una sequenza genica di interesse. Saprà inoltre eseguire tecniche laboratoriali di base per l’amplificazione ed il clonaggio di una sequenza genica

Autonomia di Giudizio: l’insegnamento favorisce lo sviluppo della capacità di valutare criticamente scenari e problemi complessi nel campo della biologia molecolare, consentendo agli studenti di formulare decisioni autonome basate su conoscenze teoriche e dati sperimentali.

Abilità Comunicative: lo studente svilupperà un linguaggio scientifico appropriato per descrivere le vari fasi del progetto sperimentale e le tecniche di laboratorio. Sarà in grado di presentare oralmente risultati sperimentali e argomenti teorici in modo chiaro. Lo studente sarà in grado di redigere in maniera chiara relazioni di laboratorio, strutturate e complete, includendo dati, interpretazione e conclusioni.

Capacità di Apprendimento: l’insegnamento promuove la capacità di apprendimento continuo, supportando l’autonomia decisionale e operativa nello studio e nell’approfondimento teorico-pratico delle conoscenze acquisite attraverso la consultazione di testi e letteratura scientifica, per affrontare in maniera efficace nuove problematiche del settore nonché proseguire gli studi in ambiti affini (biochimico, farmacologico, biotecnologico) con adeguato livello di autonomia.

Conoscenze e abilità fornite dal corso di Biologia Molecolare

L'insegnamento è articolato in lezioni frontali svolte dal docente ed attività laboratoriali, supervisionate dal docente, in relazione all’applicazione delle tecniche di clonaggio di una sequenza genica. Nel suo lavoro personale lo studente dovrà assimilare conoscenze e concetti alla base delle tecniche utilizzate per il clonaggio genico relativamente a : 1) conoscenza e utilizzo di software per la selezione di sequenze geniche di interesse e per la progettazione dei primers per la pCR; 2) comprensione delle principali metodologie di impiego per l’amplificazione, purificazione e clonaggio di una sequenza genica.

Il raggiungimento degli obiettivi dell’insegnamento è certificato mediante il superamento di un esame con valutazione espressa in trentesimi.
L’esame si articola in una prova scritta e/o orale. La prova è valutata in trentesimi e si intende superata con un punteggio minimo di 18/30.
La prova scritta consiste nella somministrazione di un questionario composto da 21 quesiti a risposta multipla (7 per ogni materia del modulo), della durata di 45 minuti. Lo studente può richiedere l'integrazione della prova scritta con una prova orale per migliorare il voto.

La prova orale prevede una discussione della durata di circa 20 minuti, volta ad accertare il livello di conoscenza teorica, la capacità di rielaborazione critica e la padronanza del linguaggio tecnico-scientifico.

<18 Non superato: lo studente non dimostra risultati coerenti con i descrittori di conoscenza e comprensione, applicazione, giudizio, comunicazione e capacità di apprendere.
18-21 Livello sufficiente: lo studente raggiunge i descrittori di base relativi alla conoscenza e comprensione dei contenuti fondamentali e mostra una prima capacità di applicazione in contesti semplici.
22-24 Livello pienamente sufficiente: lo studente soddisfa i descrittori di conoscenza e comprensione applicate, mostrando capacità di applicare concetti chiave correttamente e iniziare ad analizzare criticamente situazioni pertinenti ai temi dell’insegnamento.
25-26 Livello buono: lo studente dimostra autonomia di giudizio nel valutare e confrontare scenari pertinenti, applica conoscenze in modo efficace e comunica risultati con chiarezza, riflettendo competenze più consolidate.
27-29 Livello molto buono: lo studente soddisfa in modo avanzato i descrittori dei cinque ambiti, con padronanza dei contenuti, capacità di valutare criticamente casi complessi e abilità comunicative solide, evidenziate in elaborati e presentazioni.
30 Livello eccellente: lo studente eccelle in tutti i descrittori di Dublino, con conoscenza approfondita, applicazione sicura e critica, giudizio autonomo, comunicazione efficace e capacità di apprendere in modo continuo e creativo, producendo lavori di elevata qualità sia nella presentazione sia nelle prove scritte/orali. La lode può essere attribuita quando lo studente dimostra, oltre a quanto sopra, particolare originalità, approfondimento e innovazione nell’elaborato e nella presentazione, superando le aspettative standard.

Lo studente sarà supportato nello studio dalle slide e dispense condivise dal docente tramite classe virtuale su Microsoft Teams. Il docente sarà disponibile negli orari di ricevimento e su richiesta via email.

Isolamento di un gene umano e clonaggio in un vettore ricombinante.

1-basi teoriche: Utilizzo di banche dati per lo studio e la selezione di sequenze geniche; software per la progettazione di primers per la PCR; la PCR; elettroforesi su agarosio.

2-Esperienze pratiche di laboratorio:Allestimento reazione di PCR su DNA genomico umano; Corsa su gel di agarosio e purificazione del prodotto di amplificazione: Digestione enzimatica del prodotto di PCR e del vettore di clonaggio: Allestimento reazione di ligasi.

Italian

The course is integrated with the Genetics and Microbiology Laboratory modules within the course “Laboratory of Biomolecular, Genetic and Microbiological Methodologies,” and shares a common objective simulating part of a research project: isolation and cloning of a human gene.

The Molecular Biology Laboratory will specifically focus on explaining and providing hands-on practice in gene isolation through PCR and its cloning into a plasmid vector.

1-DNA ricombinante-Watson, Caudy et al- Zanichelli
2-Lecture notes and slides provided by the instructor

Knowledge and Understanding: The course aims to provide students with in-depth knowledge of the techniques used for cloning a gene into a plasmid vector. Students will understand the use of software for selecting gene sequences of interest and for designing primers for PCR. In addition, they will learn the use and applications of laboratory techniques for DNA sequence amplification via PCR, methods for visualizing PCR products through agarose gel electrophoresis, and cloning techniques based on enzymatic digestion and ligation reactions.

Applying Knowledge and Understanding: Students will be able to apply the knowledge acquired to design the amplification and cloning of a gene sequence of interest. They will also be able to perform basic laboratory techniques for the amplification and cloning of a gene sequence.

Making Judgements: The course fosters the development of the ability to critically evaluate complex scenarios and problems in the field of molecular biology, enabling students to make independent decisions based on theoretical knowledge and experimental data.

Communication Skills: Students will develop appropriate scientific language to describe the various phases of an experimental project and laboratory techniques. They will be able to present experimental results and theoretical topics clearly in oral form, and to write clear, structured, and comprehensive laboratory reports, including data, interpretation, and conclusions.

Learning Skills: The course promotes lifelong learning, supporting both decision-making and operational autonomy in the study and further theoretical and practical development of acquired knowledge through consultation of textbooks and scientific literature. This will enable students to effectively address new challenges in the field and to pursue further studies in related areas (biochemical, pharmacological, biotechnological) with an adequate level of autonomy

Knowledge and skills provided by the course of Molecular Biology

The course is structured into lectures delivered by the instructor and laboratory activities, supervised by the instructor, focused on the application of gene sequence cloning techniques. In their personal study, students are expected to assimilate the knowledge and concepts underlying the techniques used for gene cloning, specifically regarding: 1) knowledge and use of software for selecting gene sequences of interest and designing PCR primers; 2) understanding the main methodologies employed for the amplification, purification, and cloning of a gene sequence.

Achievement of the course objectives is certified through the passing of an exam, graded on a 30-point scale.
The exam consists of a written and/or oral test. The test is graded out of 30, and a minimum score of 18/30 is required to pass.

The written test consists of a multiple-choice questionnaire with 21 questions (7 for each subject of the module) and has a duration of 45 minutes. Students may request to supplement the written test with an oral exam to improve their grade.

The oral exam involves a discussion lasting approximately 20 minutes, aimed at assessing theoretical knowledge, critical reasoning skills, and mastery of technical-scientific language.

Grading scale:

<18 Not Passed: The student does not demonstrate results consistent with the descriptors of knowledge and understanding, application, judgement, communication, and learning ability.
18–21 Sufficient Level: The student achieves the basic descriptors related to knowledge and understanding of fundamental content and shows an initial ability to apply it in simple contexts.
22–24 Fully Sufficient Level: The student meets the descriptors of applied knowledge and understanding, showing the ability to correctly apply key concepts and begin critically analyzing situations relevant to the course topics.
25–26 Good Level: The student demonstrates autonomy of judgement in evaluating and comparing relevant scenarios, applies knowledge effectively, and communicates results clearly, reflecting more consolidated skills.
27–29 Very Good Level: The student meets the descriptors across all five areas at an advanced level, with mastery of content, ability to critically evaluate complex cases, and strong communication skills, evident in written work and presentations.
30 Excellent Level: The student excels in all Dublin descriptors, with in-depth knowledge, confident and critical application, autonomous judgement, effective communication, and continuous, creative learning ability, producing high-quality work in both presentations and written/oral tests. Honours may be awarded when the student demonstrates, in addition to the above, particular originality, in-depth analysis, and innovation in the work and presentation, exceeding standard expectations.

Students will be supported in their studies by the slides and lecture notes shared by the instructor through a virtual classroom on Microsoft Teams. The instructor will be available during office hours and, upon request, via email.

Isolation of a human gene and cloning into a recombinant vector.

1- Theoretical foundations: Use of databases for studying and selecting gene sequences; Software for designing PCR primers; Polymerase Chain Reaction (PCR): Agarose gel electrophoresis

2- Practical laboratory experiences: Setting up a PCR reaction on human genomic DNA; Running the PCR product on an agarose gel and purifying the amplified product; Enzymatic digestion of the PCR product and cloning into a vector; Setting up a ligase reaction.