Università degli Studi di Perugia

Insegnamento LABORATORIO DI BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI E ANALITICHE

Nome del corso Biotecnologie
Codice insegnamento A000976
Curriculum Comune a tutti i curricula
CFU 9
Regolamento Coorte 2018
Erogato Erogato nel 2018/19
Erogato altro regolamento
Periodo Secondo Semestre
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Tipo attività Attività formativa integrata
Suddivisione

LABORATORIO DI BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI

Codice 55072403
CFU 6
Attività Caratterizzante
Ambito Discipline biotecnologiche con finalità specifiche:mediche e terapeutiche
Settore MED/07
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)

Canale A

CFU 6
Docente responsabile Barbara Camilloni
Docenti
  • Barbara Camilloni - Didattica Ufficiale
Ore
  • 57 Ore - Didattica Ufficiale - Barbara Camilloni
Lingua insegnamento Italiano
Contenuti
Microbiologia e Virologia: basi biochimiche, genetiche, molecolari e immunologiche di microrganismi necessarie per comprendere la patogenesi e la clinica delle malattie infettive che questi organismi trasmettono; Tecniche di sequenziamento di nuova generazione (next generation sequencing - NGS) per l’identificazione dei microrganismi; Tecniche di Biochimica; Tecniche di Genetica molecolare; Tecniche di Biologia molecolare; Tecniche di Citofluorimetria.
Testi di riferimento
Materiale fornito dal Docente relativo agli argomenti trattati.
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire agli studenti le nozioni di base teorico-pratiche di alcune delle più importanti tecniche di comune utilizzo nell’ambito delle biotecnologie molecolari. A tale scopo verranno affrontate tecniche di microbiologia, biochimica, genetica molecolare e biologia molecolare. Verrà dato spazio anche alle tecniche di sequenziamento con particolare attenzione alle più innovative tecniche di nuova generazione (next-generation sequencing - NGS). Un aspetto fondamentale dell'insegnamento sarà quello di mettere in evidenza come le diverse tecnologie affrontate possano essere integrate per rispondere a complessi quesiti biologici.
Prerequisiti
Nessuna propedeuticità richiesta.
Metodi didattici
Il corso si svolgerà mediante lezioni frontali in cui il docente espone le nozioni fondamentali, anche attraverso l'ausilio di supporti visivi, e fornisce esempi pratici per favorirne la comprensione, mediante esercitazioni pratiche in laboratorio relative alle tecniche affrontate e l’utilizzo di laboratori interattivi.
Altre informazioni
La frequenza non è obbligatoria, ma fortemente consigliata.
Le lezioni si terranno presso il Polo Biotecnologico in Via del Giochetto, zona Monteluce
Modalità di verifica dell'apprendimento
Lo studente dovrà sostenere una prova orale finalizzata a verificare: la capacità di comprensione dei principali aspetti concernenti gli argomenti affrontati durante il corso; la capacità di elaborare in maniera autonoma uno specifico disegno sperimentale e di valutare criticamente i risultati ottenuti mediante l'applicazione delle stesse tecniche; la qualità dell’esposizione orale.
Programma esteso
1. Microbiologia e Virologia: Basi biochimiche, genetiche, molecolari e immunologiche di un limitato gruppo di microrganismi necessarie per comprendere la patogenesi e la clinica delle malattie infettive che questi organismi trasmettono. In particolare saranno approfonditi i seguenti argomenti: basi molecolari dell’interazione microrganismo-ospite; basi molecolari della variabilità antigenica di virus e batteri; meccanismi di evasione delle difese immunitarie; basi cellulari e molecolari dell’immunità naturale contro i microrganismi; antibiotici: meccanismo di azione e resistenza; struttura e modalità replicative dei virus; metodi di coltivazione in vitro dei virus e quantificazione delle sospensioni virali; metodi di laboratorio per la caratterizzazione antigenica e genetica dei virus (saggi immunometrici, metodi molecolari, saggi funzionali).
2. Tecniche di sequenziamento di nuova generazione (next generation sequencing - NGS) per l’identificazione dei microrganismi. Analisi di protocolli per la preparazione di library per NGS e pipeline bioinformatica. Laboratorio virtuale: prevede la partecipazione attiva dello studente attraverso un percorso virtuale che lo guiderà nella progettazione e attuazione di un esperimento attinente l’espressione genica.
3. Tecniche di Biochimica: determinazione della concentrazione proteica di un campione biologico; determinazione delle unità enzimatiche in un campione biologico, determinazione dei parametri cinetici di un enzima. Laboratorio virtuale: prevede la partecipazione attiva dello studente attraverso un percorso virtuale che lo guiderà nella progettazione e attuazione di un esperimento attinente la respirazione cellulare.
4. Tecniche di Genetica molecolare: Estrazione del DNA genomico a partire da Swab. Tecniche di analisi PCR-RFLP e visualizzazione del profilo di restrizione mediante elettroforesi su gel di agarosio. Studio della variabilità genomica mediante l’utilizzo di programmi bioinformatici e analisi filogenetiche. Laboratorio virtuale: prevede la partecipazione attiva dello studente attraverso un percorso virtuale che lo guiderà nella progettazione e attuazione di un esperimento attinente la genetica forense.
5. Tecniche di Biologia molecolare: Estrazione di DNA da vettori plasmidici. Quantificazione del DNA mediante spettrofotometria UV. Digestione con enzimi di restrizione e analisi della mappa di restrizione mediante elettroforesi su gel di agarosio. Laboratorio virtuale: percorso riguardante la progettazione e attuazione di un esperimento di clonaggio.
6. Tecniche di Citofluorimetria: Analisi citofluorimetrica di antigeni di superficie in sottopopolazioni cellulari, normali e tumorali. Analisi citofluorimetrica di antigeni intracellulari in sottopopolazioni cellulari, normali e tumorali. Analisi citofluorimetrica del ciclo di popolazioni cellulari, normali e tumorali.

Canale B

CFU 6
Docente responsabile Roberta Spaccapelo
Docenti
  • Roberta Spaccapelo - Didattica Ufficiale
Ore
  • 57 Ore - Didattica Ufficiale - Roberta Spaccapelo
Lingua insegnamento ITALIANO
Contenuti
Microbiologia e Virologia: basi biochimiche, genetiche, molecolari e immunologiche di microrganismi necessarie per comprendere la patogenesi e la clinica delle malattie infettive che questi organismi trasmettono; Tecniche di sequenziamento di nuova generazione (next generation sequencing - NGS) per l’identificazione dei microrganismi; Tecniche di Biochimica; Tecniche di Genetica molecolare; Tecniche di Biologia molecolare; Tecniche di Citofluorimetria.
Testi di riferimento
Materiale fornito dal Docente relativo agli argomenti trattati.
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire agli studenti le nozioni di base teorico-pratiche di alcune delle più importanti tecniche di comune utilizzo nell’ambito delle biotecnologie molecolari. A tale scopo verranno affrontate tecniche di microbiologia, biochimica, genetica molecolare e biologia molecolare. Verrà dato spazio anche alle tecniche di sequenziamento con particolare attenzione alle più innovative tecniche di nuova generazione (next-generation sequencing - NGS). Un aspetto fondamentale dell'insegnamento sarà quello di mettere in evidenza come le diverse tecnologie affrontate possano essere integrate per rispondere a complessi quesiti biologici.
Prerequisiti
Nessuna propedeuticità richiesta.
Metodi didattici
Il corso si svolgerà mediante lezioni frontali in cui il docente espone le nozioni fondamentali, anche attraverso l'ausilio di supporti visivi, e fornisce esempi pratici per favorirne la comprensione, mediante esercitazioni pratiche in laboratorio relative alle tecniche affrontate e l’utilizzo di laboratori interattivi.
Altre informazioni
La frequenza non è obbligatoria, ma fortemente consigliata.
Le lezioni si terranno presso il Polo Biotecnologico in Via del Giochetto, zona Monteluce.
Modalità di verifica dell'apprendimento
Lo studente dovrà sostenere una prova orale finalizzata a verificare: la capacità di comprensione dei principali aspetti concernenti gli argomenti affrontati durante il corso; la capacità di elaborare in maniera autonoma uno specifico disegno sperimentale e di valutare criticamente i risultati ottenuti mediante l'applicazione delle stesse tecniche; la qualità dell’esposizione orale.
Programma esteso
1. Microbiologia e Virologia: Basi biochimiche, genetiche, molecolari e immunologiche di un limitato gruppo di microrganismi necessarie per comprendere la patogenesi e la clinica delle malattie infettive che questi organismi trasmettono. In particolare saranno approfonditi i seguenti argomenti: basi molecolari dell’interazione microrganismo-ospite; basi molecolari della variabilità antigenica di virus e batteri; meccanismi di evasione delle difese immunitarie; basi cellulari e molecolari dell’immunità naturale contro i microrganismi; antibiotici: meccanismo di azione e resistenza; struttura e modalità replicative dei virus; metodi di coltivazione in vitro dei virus e quantificazione delle sospensioni virali; metodi di laboratorio per la caratterizzazione antigenica e genetica dei virus (saggi immunometrici, metodi molecolari, saggi funzionali).
2. Tecniche di sequenziamento di nuova generazione (next generation sequencing - NGS) per l’identificazione dei microrganismi. Analisi di protocolli per la preparazione di library per NGS e pipeline bioinformatica. Laboratorio virtuale: prevede la partecipazione attiva dello studente attraverso un percorso virtuale che lo guiderà nella progettazione e attuazione di un esperimento attinente l’espressione genica.
3. Tecniche di Biochimica: determinazione della concentrazione proteica di un campione biologico; determinazione delle unità enzimatiche in un campione biologico, determinazione dei parametri cinetici di un enzima. Laboratorio virtuale: prevede la partecipazione attiva dello studente attraverso un percorso virtuale che lo guiderà nella progettazione e attuazione di un esperimento attinente la respirazione cellulare.
4. Tecniche di Genetica molecolare: Estrazione del DNA genomico a partire da Swab. Tecniche di analisi PCR-RFLP e visualizzazione del profilo di restrizione mediante elettroforesi su gel di agarosio. Studio della variabilità genomica mediante l’utilizzo di programmi bioinformatici e analisi filogenetiche. Laboratorio virtuale: prevede la partecipazione attiva dello studente attraverso un percorso virtuale che lo guiderà nella progettazione e attuazione di un esperimento attinente la genetica forense.
5. Tecniche di Biologia molecolare: Estrazione di DNA da vettori plasmidici. Quantificazione del DNA mediante spettrofotometria UV. Digestione con enzimi di restrizione e analisi della mappa di restrizione mediante elettroforesi su gel di agarosio. Laboratorio virtuale: percorso riguardante la progettazione e attuazione di un esperimento di clonaggio.
6. Tecniche di Citofluorimetria: Analisi citofluorimetrica di antigeni di superficie in sottopopolazioni cellulari, normali e tumorali. Analisi citofluorimetrica di antigeni intracellulari in sottopopolazioni cellulari, normali e tumorali. Analisi citofluorimetrica del ciclo di popolazioni cellulari, normali e tumorali.

LABORATORIO DI CHIMICA ANALITICA

Codice M0017
CFU 3
Attività Affine/integrativa
Ambito Attività formative affini o integrative
Settore CHIM/01
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)

Canale A

CFU 3
Docente responsabile Catia Clementi
Docenti
  • Catia Clementi - Didattica Ufficiale
Ore
  • 36 Ore - Didattica Ufficiale - Catia Clementi
Lingua insegnamento Italiano
Testi di riferimento • Materiale didattico fornito dal docente.
• Dispense di laboratorio redatte dal docente.

D.C. Harris, “Chimica Analitica Quantitativa”, Zanichelli, Bologna,

F. W. Fifield, D. Kealey, “Chimica Analitica teoria e pratica”, Zanichelli, Bologna

Skoog,. West, Holler, Crouch, “Fondamenti di Chimica Analitica”, EdiSES, Napoli
Obiettivi formativi L’obiettivo principale del corso è la comprensione dei principi che stanno alla base della chimica analitica e l’apprendimento di tecniche e metodologie per la preparazione e l’analisi di campioni che possono risultare utili nell’attività di un laboratorio biochimico-clinico. Imparare a gestire, per quanto riguarda le funzionalità essenziali, le attrezzature di base di un laboratorio di Chimica Analitica, quali vetreria, bilance, pHmetro e spettrofotometro.
In particolare, lo studente dovrà acquisire le seguenti competenze:
• Preparazione di soluzioni a titolo noto e loro diluizione
• Preparazione di soluzioni tampone
• Determinazione del pH di una soluzione e dipendenza dalla temperatura
• Determinazione della concentrazione incognita di analiti mediante costruzione di una retta di calibrazione
• Utilizzo della spettrofotometria UV-Visibile in assorbimento e in emissione per la determinazione di costanti acide e costanti di associazione di molecole organiche.
• Tecniche di estrazione di molecole organiche da matrici complesse
Prerequisiti
Per una piena e agile comprensione dei contenuti del corso è importante avere delle buone basi di chimica generale e chimica fisica.
Metodi didattici
Il corso prevede alcune lezioni teoriche (circa 10 ore di lezione frontale) introduttive alle esperienze di laboratorio.
Sono previste inoltre 5-6 esperienze di laboratorio da svolgersi in gruppo.
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame prevede due prove:

1) discussione orale della durata necessaria ad accertare il livello di conoscenza perseguito dallo studente sugli argomenti affrontati durante le lezioni frontali e sulle tecniche analitiche utilizzate durante le esperienze di laboratorio. Verrà verificata inoltre la capacità dello studente ad esporre i contenuti teorici con un linguaggio scientifico appropriato e il senso critico acquisito nell'affrontare un'analisi chimica.

2) redazione di relazioni di laboratorio su almeno un'esperienza: elaborato di circa 5-10 pagine da redigere in lingua italiana o inglese che descriva le esperienze di laboratorio. In particolare le relazioni dovranno contenere una breve parte introduttiva che illustri lo scopo dell'esperienza e i principi teorici ad essa connessi, una sezione sperimentale che descriva le strumentazioni utilizzate e le metodologie seguite, una parte di presentazione e discussione dei risultati e una breve conclusione. LE RELAZIONI DOVRANNO ESSERE CONSEGNATE ALMENO DIECI GIORNI PRIMA DELL'ESAME ORALE. L'elaborato consentirà di verificare la comprensione da parte dello studente delle problematiche affrontate in laboratorio e dei principi teorici ad esse correlati e in ultimo la capacità di organizzare i contenuti in forma scritta con un lessico appropriato.

la valutazione finale terrà conto sia della prova orale che delle relazioni di laboratorio.
Programma esteso
• Definizione dei concetti base e scopi della chimica analitica. Strumenti di base del laboratorio analitico. Classificazione dei metodi analitici: analisi qualitativa e quantitativa, metodi di analisi classici e strumentali, metodi assoluti e comparativi.
• Fasi di un processo analitico. Campionamento e tecniche di preparazione del campione. Metodi di estrazione di analiti da matrici complesse. Definizione di parametri di valutazione dei metodi analitici. Intervallo di linearità di risposta, limite di rivelazione e dosabilità, sensibilità, selettività, rapporto segnale/rumore, precisione, accuratezza.
• Metodi di determinazione delle concentrazioni incognite di analiti; costruzione di una retta di calibrazione. Metodi di calibrazione con standard esterni, con standard interni e metodo dell'addizione standard.
• Soluzioni tampone: concetti teorici e preparazione di varie tipologie di soluzioni tampone. Misura potenziometrica del pH e dipendenza dalla temperatura.
• Applicazioni di tecniche spettroscopiche, in particolare della spettroscopia UV-Visibile in assorbimento e in emissione, all’analisi quantitativa.

Canale B

CFU 3
Docente responsabile Catia Clementi
Docenti
  • Catia Clementi - Didattica Ufficiale
Ore
  • 36 Ore - Didattica Ufficiale - Catia Clementi
Lingua insegnamento Italiano
Testi di riferimento • Materiale didattico fornito dal docente.
• Dispense di laboratorio redatte dal docente.

D.C. Harris, “Chimica Analitica Quantitativa”, Zanichelli, Bologna,

F. W. Fifield, D. Kealey, “Chimica Analitica teoria e pratica”, Zanichelli, Bologna

Skoog,. West, Holler, Crouch, “Fondamenti di Chimica Analitica”, EdiSES, Napoli
Obiettivi formativi L’obiettivo principale del corso è la comprensione dei principi che stanno alla base della chimica analitica e l’apprendimento di tecniche e metodologie per la preparazione e l’analisi di campioni che possono risultare utili nell’attività di un laboratorio biochimico-clinico. Imparare a gestire, per quanto riguarda le funzionalità essenziali, le attrezzature di base di un laboratorio di Chimica Analitica, quali vetreria, bilance, pHmetro e spettrofotometro.
In particolare, lo studente dovrà acquisire le seguenti competenze:
• Preparazione di soluzioni a titolo noto e loro diluizione
• Preparazione di soluzioni tampone
• Determinazione del pH di una soluzione e dipendenza dalla temperatura
• Determinazione della concentrazione incognita di analiti mediante costruzione di una retta di calibrazione
• Utilizzo della spettrofotometria UV-Visibile in assorbimento e in emissione per la determinazione di costanti acide e costanti di associazione di molecole organiche.
• Tecniche di estrazione di molecole organiche da matrici complesse
Prerequisiti
Per una piena e agile comprensione dei contenuti del corso è importante avere delle buone basi di chimica generale e chimica fisica.
Metodi didattici
Il corso prevede alcune lezioni teoriche (circa 10 ore di lezione frontale) introduttive alle esperienze di laboratorio.
Sono previste inoltre 5-6 esperienze di laboratorio da svolgersi in gruppo.
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame prevede due prove:

1) discussione orale della durata necessaria ad accertare il livello di conoscenza perseguito dallo studente sugli argomenti affrontati durante le lezioni frontali e sulle tecniche analitiche utilizzate durante le esperienze di laboratorio. Verrà verificata inoltre la capacità dello studente ad esporre i contenuti teorici con un linguaggio scientifico appropriato e il senso critico acquisito nell'affrontare un'analisi chimica.

2) redazione di relazioni di laboratorio su almeno un'esperienza: elaborato di circa 5-10 pagine da redigere in lingua italiana o inglese che descriva le esperienze di laboratorio. In particolare le relazioni dovranno contenere una breve parte introduttiva che illustri lo scopo dell'esperienza e i principi teorici ad essa connessi, una sezione sperimentale che descriva le strumentazioni utilizzate e le metodologie seguite, una parte di presentazione e discussione dei risultati e una breve conclusione. LE RELAZIONI DOVRANNO ESSERE CONSEGNATE ALMENO DIECI GIORNI PRIMA DELL'ESAME ORALE. L'elaborato consentirà di verificare la comprensione da parte dello studente delle problematiche affrontate in laboratorio e dei principi teorici ad esse correlati e in ultimo la capacità di organizzare i contenuti in forma scritta con un lessico appropriato.

la valutazione finale terrà conto sia della prova orale che delle relazioni di laboratorio.
Programma esteso
• Definizione dei concetti base e scopi della chimica analitica. Strumenti di base del laboratorio analitico. Classificazione dei metodi analitici: analisi qualitativa e quantitativa, metodi di analisi classici e strumentali, metodi assoluti e comparativi.
• Fasi di un processo analitico. Campionamento e tecniche di preparazione del campione. Metodi di estrazione di analiti da matrici complesse. Definizione di parametri di valutazione dei metodi analitici. Intervallo di linearità di risposta, limite di rivelazione e dosabilità, sensibilità, selettività, rapporto segnale/rumore, precisione, accuratezza.
• Metodi di determinazione delle concentrazioni incognite di analiti; costruzione di una retta di calibrazione. Metodi di calibrazione con standard esterni, con standard interni e metodo dell'addizione standard.
• Soluzioni tampone: concetti teorici e preparazione di varie tipologie di soluzioni tampone. Misura potenziometrica del pH e dipendenza dalla temperatura.
• Applicazioni di tecniche spettroscopiche, in particolare della spettroscopia UV-Visibile in assorbimento e in emissione, all’analisi quantitativa.