DNA-PROFILING E GENETICA FORENSE
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2021/2022
- Docente
- ELISABETTA MAMOLINI
- Crediti formativi
- 6
- Percorso
- BIODIVERSITA' ED EVOLUZIONE
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- BIO/18
Obiettivi formativi
- In ambito genetico-forense, a partire da una specifica traccia biologica, la prospettiva ideale è quella di ottenere di un profilo del DNA completo e di alta qualità. La tracciabilità genetica, sta dando inoltre, un importante contributo al controllo della qualità e sicurezza di materie prime agricole e prodotti trasformati, in quanto permette di valutare l’autenticità di un prodotto. L’analisi di brevi sequenze nucleotidiche mitocondriali è senza dubbio diventata una metodologia ampiamente utilizzata nella identificazione di specie animali e vegetali, in ambito forense (DNA Barcoding) ed è in via di sviluppo nella diagnostica di patologie umane. I geni mitocondriali sono utilizzati come sequenze barcode: l’elevato numero di copie del mtDNA presenti nelle cellule ne facilita il recupero di anche da tessuti degradati e l’amplificazione tramite PCR. Il DNA Barcoding si è rivelato particolarmente utile nella sicurezza alimentare, consentendo l’identificazione di specie anche in prodotti trasformati nei quali le caratteristiche morfologiche degli organismi non sono più riconoscibili. L’obiettivo principale del Corso consiste nel fornire agli studenti le conoscenze per studiare e comprendere le applicazioni pratiche dei sistemi basati sul DNA Profiling e del DNA Barcoding, per la comprensione della relazione tra la genetica forense e le sue più recenti applicazioni nel campo biomolecolare ed evolutivo.
CONOSCENZE
lo studente:
conosce correttamente la terminologia genetica;
conosce le basi biologiche dei processi ereditari
conosce le basi della citogenetica di base (mitosi e meiosi)
conosce la genetica forense umana, animale e vegetale
conosce i siti informatici più utilizzati in genetica forense
conosce come ricercare i riferimenti bibliografici in banche dati internazionali
conosce le tecniche per estrarre il DNA da diverse matrici biologiche.
CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZE E COMPRENSIONE
lo studente:
sa utilizzare correttamente la terminologia genetica;
sa valutare il possibile impatto della genetica forense nella sua realtà,
sa cercare in bibliografia i siti forensi opportuni
sa progettare un esperimento
conosce le tecniche per estrarre il DNA da tracce umane, vegetali e animali. Prerequisiti
- Non c'è alcuna regola nella propedeuticità, tuttavia lo studente deve avere le seguenti conoscenze di genetica e biologia: DNA, replicazione, eredità (mitosi e meiosi), frequenze alleliche e genotipiche.
Contenuti del corso
- Genetica Forense (14 ore):
STRUTTURA E FUNZIONI DEL DNA
- Cenni di citologia
- Struttura del DNA, geni e DNA non codificante
-Mutazioni e polimorfismi del DNA in genetica forense (VNTR, STR, SNP), DNA fingerprinting-DNA profiling; CODIS
-polimorfismi del Cromosoma Y e del DNA mitocondriale (mtDNA)
-Database del DNA genetici a uso forense (nucleotidiche, aplotipiche e di DNA profiling)
GENETICA MOLECOLARE: METODI DI ANALISI DELLA VARIABILITÀ GENETICA A LIVELLO DEL DNA
- tracce biologiche (sangue, saliva, ecc.) tecniche e tecnologie del sopralluogo
I test per l’identificazione personale (emogenetica classica, diagnosi generica di specie, fonti ordinarie del DNA)
Tecniche per l’analisi dei polimorfismi
- PCR end-point
-Sequenziamento del DNA
-Real Time PCR (qPCR)
Analisi dei risultati:
- Assegnazione allelica e determinazione del genotipo e software utilizzati
-Interpretazione degli elettroferogrammi: Drop-in; Drop-out; Stutter bands
Statistica applicata alle indagini genetico-forensi:
Distribuzioni di frequenza; Stima degli intervalli di confidenza;Test di significatività; Stima delle frequenze alleliche e genotipiche; Stima delle frequenze alleliche a loci codominanti (VNTR o STR); Stima delle frequenze genotipiche a sistemi multilocus
Identificazione; Probabilità di esclusione; Probabilità di match; Probabilità di identità;
Test di paternità
Il ruolo dell’Etica nelle indagini forensi
(10 ore)
NGS; DNA Barcoding
Sequenze barcode standard: la Citocromo ossidasi I (COI), il Citocromo b e il 16S;
Applicazioni nei settori: 1) Epidemiologia e della salute pubblica;2) Difesa dei consumatori; 3) Identificazione delle specie presenti nei cibi freschi o processati, per la tracciabilità nelle fasi di produzione, trasformazione, condizionamento e commercializzazione; 4) Norme doganali; 5) Monitoraggi ambientali.
Barcode of Life Data System (BOLD) sito che organizza tutte le sequenze degli esseri viventi (www.boldsystems.org).
Laboratorio (24 ore-2 CFU)
Consultazione banche dati DNA: database genetici a uso forense (nucleotidiche, aplotipiche, profili genetici; il CODIS e i polimorfismi del cromosoma Y e del DNA mitocondriale);
Analisi citologiche (microscopio) identificazione del gruppo sanguigno umano (ABO e Rh);
Indagini di genetica forense umana:
Estrazione del DNA da cellule boccali umane (residuo da bottiglia di plastica); da mozziconi di sigaretta;
Estrazione del DNA da traccia ematica
Indagini analitiche degli alimenti:
Estrazione del DNA da grano (azoto liquido-kit);
Estrazione del DNA da carne animale (fenolo-cloroformio);
Estrazione del DNA da pesce
Quantificazione DNA (NanoDrop)
PCR qualitativa o End Point; multiplex PCR
Preparazione di gel di agarosio;
Visualizzazione dei risultati e determinazione del genotipo
PCR quantitativa o Real Time PCR (qPCR) per l’identificazione e quantificazione di specie e/o contaminazione presenti negli alimenti. Metodi didattici
- Il Corso è strutturato in lezioni teoriche per 24 ore complessive di didattica (3+1 CFU). Le lezioni si svolgeranno in presenza e settimanalmente registrandole con la piattaforma Classroom, utilizzando diapositive su power-point; per la miglior comprensione degli argomenti e per rispondere alle vostre possibili domande, verrà utilizzata la interazione diretta con Google meet. Circa 10 ore del Corso verranno assegnate a una Collega per trattare gli argomenti inerenti: NGS; DNA Barcoding.
24 ore (2 CFU), solo se possibile, saranno dedicate alle esercitazioni che si svolgeranno in laboratorio in presenza degli studenti. Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’esame consiste in una prova orale telematica volta a valutare le capacità raggiunte a livello teorico dallo studente in relazione all’approccio biologico-biomolecolare delle Scienze Genetiche Forensi.
L’esito dell’esame sarà in trentesimi: la prova si ritiene superata con una votazione di almeno 18/30 della prova effettuata.
L'esame è orale (Google meet) e consta di 3-4 domande, le cui risposte verranno giudicate in base sia per il contenuto sia per il linguaggio scientifico appropriato. Il punteggio massimo per ognuna è di punti 9. La durata dell'intera prova sarà di circa 15 minuti minuti. L'esame si ritiene non superato se la valutazione complessiva è inferiore a 18/30.
La prova consente di accertare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenza e capacità di comprensione applicata. L'esame ha inoltre lo scopo di comprendere le abilità comunicative orali in relazione all'utilizzo del linguaggio specifico. Testi di riferimento
- Introduzione alla genetica forense: Indagini di identificazione personale e di paternità. Tagliabracci- Springer
Il test del DNA e la prova biologica di paternità. Marina Dobosz- PICCIN
Indagini Genetico-Forensi di paternità e Identificazione personale (2) a cura di Tagliabracci, Domenici, Pascali, Pesaresi. PICCIN
Verranno anche rese disponibili per gli studenti le slides delle lezioni teoriche
