D1: Conoscenza e capacità di comprensione: Al termine del corso, la studentessa/lo studente dovrà dimostrare di avere le conoscenze di base degli acidi nucleici e delle proteine e delle tecniche fondamentali per studiarle. La studentessa/lo studente deve mostrare di conoscere i termini scientifici ed i nomi delle biomolecole chiave trattate durante le lezioni.

D2: Capacità di applicare conoscenza e comprensione: La studentessa/lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per una applicazione pratica in laboratori di analisi, diagnosi e di ricerca.
D3: Autonomia di giudizio: al termine del corso la studentessa/lo studente deve saper integrare diverse tematiche dell’insegnamento in una visione globale dei processi molecolari. Questa conoscenza è importante per collegare meccanismi biologici-molecolari con altri campi di ricerca biologica.
D4: Abilità comunicative: al termine del corso la studentessa/lo studente deve aver la capacità di esporre in sintesi il contenuto di una tematica trattata durante le lezioni, individuando i punti e le componenti chiave della suddetta tematica.
D5: Capacità di apprendimento: Basandosi sulla conoscenza ottenuta durante il coso, la studentessa/lo studente deve essere capace di apprendere con autonomia materie più complesse nel campo della biologia molecolare.

Conoscenze di base: chimica organica e biologica.

1. Cellula procariote ed eucariote – organizzazione (membrane, materiale genetico, organelli, nucleo, dimensioni delle strutture biologiche). Conservazione dell’energia nella cellula. Divisione cellulare. Tecniche di biologia cellulare. Microscopia.
2. Proteine. Struttura e proprietà delle proteine: aminoacidi, struttura primaria, secondaria terziaria, quaternaria. Tipologie di proteine. Cinetica enzimatica. Cinetica dello stato stazionario. Inibizione enzimatica. Comportamento cooperativo degli enzimi. Regolazione covalente dell’attività enzimatica.
Metodi di studio di protein: elettroforesi, tecniche cromatografiche, tecniche di
spettrometria di massa, tecniche spettroscopiche – UV, IR, SPR, CD.
3. Genetica cellulare. Geni e complessità del genoma. Localizzazione e impacchettamento del DNA. Struttura del DNA e del cromosoma. Gli acidi nucleici come materiale genetico. Il Dogma Centrale. La replicazione del DNA. La trascrizione (RNA). La traduzione (tRNA).
Metodi di studio del DNA. Le tecniche del DNA ricombinante; i vettori di clonaggio per l'espressione genica nei procarioti e negli eucarioti; tecniche per lo studio di geni e genomi; la manipolazione genetica di microrganismi. PCR.
4. Dal gene alla proteina ricombinante: progettazione e allestimento di un sistema di espressione ricombinante.
5. Dalle biotecnologie mediche alle industriali: applicazioni del mondo biotech.
Ruolo degli ingegneri biomedico in ospedale: interdisciplinarità.
6. Esercitazioni in laboratorio: purificazione del DNA plasmidico mediante cromatografia di affinità; determinazione della concentrazione del DNA plasmidico purificato mediante analisi spettrofotometrica; separazione di proteine mediante elettroforesi su gel SDS-PAGE.

Applied Cell and Molecular Biology for Engineers by Gabi Nindl Waite and Lee R. Waite (The McGraw-Hill Companies, Inc.)
Principles and Techniques of Biochemistry and Molecular Biology by Keith Wilson and John Walker (Cambridge University Press)

1. Cellula procariote ed eucariote – organizzazione (membrane, materiale genetico, organelli, nucleo, dimensioni delle strutture biologiche). Conservazione dell’energia nella cellula. Divisione cellulare. Tecniche di biologia cellulare. Microscopia.
2. Proteine. Struttura e proprietà delle proteine: aminoacidi, struttura primaria, secondaria terziaria, quaternaria, tipologie di proteine. Cinetica enzimatica. Cinetica dello stato stazionario. Inibizione enzimatica. Comportamento cooperativo degli enzimi. Regolazione covalente dell’attività enzimatica.
Metodi di studio di proteine. Elettroforesi. Tecniche cromatografiche. Tecniche di spettrometria di massa. Tecniche spettroscopiche – UV, visibile, IR, SPR, CD.
3. Genetica cellulare. Geni e complessità del genoma. Localizzazione e impacchettamento del DNA. Struttura del DNA e del cromosoma. Gli acidi nucleici come materiale genetico. Il Dogma Centrale. La replicazione del DNA. La trascrizione (RNA). La traduzione (tRNA).
Metodi di studio del DNA. Le tecniche del DNA ricombinante; i vettori di clonaggio per l'espressione genica nei procarioti e negli eucarioti; tecniche per lo studio di geni e genomi; la manipolazione genetica di microrganismi. PCR.
4. Dal gene alla proteina ricombinante: progettazione e allestimento di un sistema di espressione ricombinante.
5. Dalle biotecnologie mediche alle industriali: applicazioni del mondo biotech.
Ruolo degli ingegneri biomedico in ospedale: interdisciplinarità.
6. Esercitazioni in laboratorio: purificazione del DNA plasmidico mediante cromatografia di affinità; determinazione della concentrazione del DNA plasmidico purificato mediante analisi spettrofotometrica; separazione di proteine mediante elettroforesi su gel SDS-PAGE.

Lezioni frontali in aula.

Tutto il materiale su cui si basano le lezioni (slides, capitoli di libro...) verranno distribuiti gratuitamente agli studenti via Moodle

Verifiche in itinere con modalità di quiz a risposta multipla e possibilità di integrazione con colloquio orale. In caso di assenza alle verifiche verrà sostenuto uno scritto generale.

Questo insegnamento approfondisce argomenti strettamente connessi a uno o più obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite