BIOCHIMICA APPLICATA E PROTEOMICA
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2021/2022
- Docente
- ALESSIO BRANCHINI
- Crediti formativi
- 6
- Percorso
- Biologia molecolare e cellulare
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- BIO/10
Obiettivi formativi
- La disciplina Biochimica Applicata e Proteomica ha come obiettivi lo studio dei fondamenti teorici, delle implementazioni strumentali e delle principali tecniche in uso in ambito biomedico, nella preparazione ed analisi di campioni per indagini biochimiche.
Conoscenza e comprensione.
Lo studente:
- Conosce i principi fisici e chimici alla base delle principali tecniche e degli strumenti impiegati nelle indagini biochimiche;
- Conosce i diversi parametri su cui può agire per modificare una particolare indagine biochimica;
- Comprende un protocollo di lavoro e le principali grandezze su cui agire per ottimizzarlo;
- È in grado di descrivere gli elementi strutturali dei principali strumenti di un laboratorio biochimico;
- Conosce correttamente la terminologia appropriata impiegata nelle metodologie biochimiche.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Lo studente:
- è in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per valutare ed interpretare i risultati di un esperimento, individuarne le criticità e ottimizzarlo;
- sa valutare il possibile impatto delle variazioni dei parametri in gioco in un esperimento biochimico e nelle principali indagini strumentali cliniche;
- è in grado di orientarsi fra le principali metodologie qualitative e quantitative, per selezionare quella idonea allo studio del problema biologico in esame.
- sa utilizzare correttamente la terminologia impiegata nelle metodologie biochimiche. Prerequisiti
- Non sono previste propedeuticità.
Tuttavia sono fortemente raccomandate solide basi di Biochimica, Chimica Generale, laboratorio di Chimica e Biochimica, nonché alcuni principi di Fisica, Biologia Molecolare e Immunologia, al fine di raggiungere una comprensione globale del programma proposto. Contenuti del corso
- PRIMA PARTE DEL CORSO – Tecniche di base (circa 32 ore):
A seguito di una introduzione alla Biochimica Applicata, verranno spiegati i principi generali, le strumentazioni e le applicazioni dei principali approcci sperimentali separativi ed analitici.
- Tecniche base per la manipolazione del DNA ricombinante e per la produzione di proteine ricombinanti; principali tecniche di coltura cellulare (espressione transiente e stabile di proteine ricombinanti).
- Tecniche elettroforetiche (elettroforesi su gel di agaroso, SDS-PAGE, elettroforesi in condizioni native, IEF, 2D, capillare).
- Purificazioni di proteine e acidi nucleici.
- Tecniche cromatografiche (scambio ionico, gel filtrazione, affinità, immunoaffinità).
- Tecniche centrifugative.
- Principi, strumentazione e applicazioni di tecniche spettrofotometriche (luce ultravioletta, visibile e infrarossa) e spettrofluorimetria. Sonde fluorescenti e substrati per lo studio di cinetiche enzimatiche.
- Studi strutturali e funzionali di proteine.
- Anticorpi, caratteristiche e produzione di anticorpi monoclonali e policlonali.
- Immunochimica, principi e tecniche (immunoprecipitazione e co-immunoprecipitazione, immunodiffusione, SRID, immunoelettroforesi Rocket, Western Blotting ed evoluzioni della tecnica).
- ELISA, principi e tecniche associate (ELISA competitivo, ELISPOT).
- Esempi di proteomica (applicata nel laboratorio di coagulazione).
SECONDA PARTE DEL CORSO (circa 10 ore):
Tecniche avanzate per studi in fluorescenza/luminescenza e di interazione tra molecole.
- Applicazioni di geni reporter (es. GFP) in microscopia a fluorescenza.
- Citometria a flusso.
- Dosaggi simultanei attraverso il sistema Bioplex.
- Studi di interazione con tecnologia alpha (Amplified Luminescent Proximity Homogeneous Assay).
- Risonanza plasmonica di superficie (SPR).
TERZA PARTE DEL CORSO (circa 6 ore)
Approcci di ingegneria proteica ed applicazioni biotecnologiche.
- Cascata coagulativa e fattori della coagulazione.
- Proteine a lunga emivita plasmatica.
- Disegno, ottimizzazione e caratterizzazione di proteine di fusione a scopo terapeutico. Metodi didattici
- Le principali tecniche biochimiche saranno discusse sia negli aspetti teorici sia in quelli pratici. Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali con esposizione degli argomenti mediante diapositive preparate su Power Point e l’utilizzo della lavagna classica. Esempi e problemi biochimici saranno discussi con gli studenti.
Il corso è stato progettato per comprendere le tecnologie e lo scopo delle metodologie di misurazione in biochimica, per poi applicarli in ambito di produzione industriale e ricerca di base, con accuratezza e precisione. Gli studenti sono anche incoraggiati a sviluppare il proprio pensiero critico e le capacità di comunicazione attraverso una continua e ripetuta stimolazione della partecipazione attiva alla lezione. Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza degli argomenti trattati durante il corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione al termine del semestre avverrà tramite test scritto. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30).
L’esame verterà sulla conoscenza teorica dei principali temi del corso, sulle metodologie biochimiche e sulle loro applicazioni. La prova d’esame permetterà agli studenti di dimostrare la propria competenza, comprensione e conoscenza flessibile, intesa come capacità di collegare più argomenti e concetti, delle metodologie biochimiche analizzate. Le risposte alle domande vengono giudicate sia per il contenuto sia per il linguaggio scientifico appropriato.
Il test scritto è composto da pochi quesiti (di solito 3), con due che propongono quadri sperimentali per commenti, interpretazioni e spiegazioni. Il tempo a disposizione sarà di 90 minuti. Testi di riferimento
- Schemi e figure forniti dal docente.
Tuttavia, gli argomenti trattati possono essere trovati nei libri di testo elencati di seguito.
Testi in italiano:
- Biochimica Applicata. M. Stoppini e V. Bellotti. Ed. Edises. 2012.
- Metodologie Biochimiche e Biomolecolari. M. Maccarrone. Ed. Zanichelli, 2019
- Metodologie Biochimiche. M.C. Bonaccorsi di Patti, R. Contestabile, M.L. Di Salvo. Zanichelli, 2019.
- Biochimica e Biologia Molecolare. Principi e tecniche. Ottava Edizione. Wilson & Walker. Raffaello Cortina Edizione, 2019.
Testi in inglese:
- Principles and Techniques of Biochemistry and Molecular Biology. Eighth Edition. Wilson & Walker. Ed. Cambridge University Press. 2018.
- Molecular Biomethods Handbook. Second Edition. J.M. Walker, R. Rapley. Ed. Humana Press. 2008.
