- Docente: Emanuele Domenico Giordano
- Crediti formativi: 6
- SSD: BIO/10
- Lingua di insegnamento: Inglese
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Cesena
- Corso: Laurea Magistrale in Biomedical engineering (cod. 9266)
Conoscenze e abilità da conseguire
Frequentando questo corso lo Studente apprende la struttura delle biomolecole coinvolte nelle vie dell’informazione (acidi nucleici e proteine) e i principali approcci metodologici e strumentali per la loro analisi biochimica in laboratorio. In particolare, al termine del percorso formativo lo Studente ha imparato quali sono le problematiche rilevanti quando si vogliano risolvere, identificare e quantificare acidi nucleici o proteine in una miscela complessa, nell’ottica dello sviluppo di un senso critico verso il corretto percorso di generazione di dati rilevanti e di certificazione della loro robustezza. Ha così rilevato le esigenze fondamentali di un laboratorio biomedico di base, in ambito clinico o di ricerca, e ha acquisito elementi per una comunicazione costruttiva con chi lavora nel settore delle scienze della vita.
Contenuti
- Impostare un esperimento: strumenti e materiali nel laboratorio biomedico.
- Impostare un esperimento: colture cellulari.
- Visualizzare e contare le cellule: principi di microscopia ottica (campo chiaro, contrasto di fase).
- Costituenti molecolari delle cellule: biochimica degli acidi nucleici e delle proteine, loro comportamento in soluzione.
- Dosaggio di proteine mediante tecniche spettroscopiche (misure spettrofotometriche)
- Risoluzione delle proteine di una miscela complessa: elettroforesi di in gel di poliacrilamide (SDS-PAGE), elettroforesi bidimensionale.
- Western blotting.
- Gli anticorpi come reagenti di laboratorio (immunoglobuline mono- policlonali: sensibilità vs. specificità nel rilevamento; specificità di specie).
- Funzionalizzazione di immunoglobuline (tecniche immunoenzimatiche, immunofluorescenza).
- Analisi dei segnali: soglie, dinamiche, saturazione, sistemi di riferimento.
- ELISA.
- Elettroforesi bidimensionale differenziale fluorescente (DIGE).
- Flusso dell'informazione nell'espressione genica.
- Replicazione del DNA.
- Sonde oligonucleotidiche in laboratorio - specifiche delle quali tener conto nella loro progettazione.
- Reazione a catena della polimerasi (PCR).
- Strategie di sequenziamento genomico.
- Southern blotting - polimorfismo della lunghezza dei frammenti di restrizione (RFLP)
- Northern blotting verso RT-PCR.
- Real-time RT-PCR (qPCR - Livak; efficienza dei primer; specificità degli amplificati)
- Microarrays per l'analisi di espressione genica.
Testi/Bibliografia
Le diapositive presentate in aula dal docente sono disponibili per gli studenti in IOL.
Wilson and Walker's principles and techniques of biochemistry and molecular biology
by Wilson, Keith | Walker, John M. | Hofmann, Andreas| Clokie, Samuel [2018 edition]. | Cambridge : Cambridge University Press, 2018.
ISBN 978-1-107-16227-3 Hardback
ISBN 978-1-316-61476-1 Paperback
è il testo consigliato per la preparazione della verifica di apprendimento.
Metodi didattici
Lezioni in aula. Esercitazioni a piccoli gruppi in laboratorio
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
L'esame è una prova orale, ma non si tratta di una narrazione nella quale la memoria prevale sulla logica.
Verrà piuttosto valutato quanto i contenuti sviluppati in classe siano efficaci punti di partenza per ragionamenti operativi.
Capire e applicare è lo stile appropriato per la verifica di apprendimento di questo insegnamento.
Infatti, il percorso delle scienze della vita si è avventurato lungo un ciclo di osservazioni, proposte di ipotesi e loro verifiche sperimentali, che sono diventate sempre più sofisticate mano a mano che il supporto strumentale in laboratorio lo ha consentito.
Per il successo di questa strategia operativa è stato necessario che all'intuito di brillanti scienziati si unisse la competenza di brillanti ingegneri. Il terreno del loro confronto deve essere necessariamente una piattaforma di comunicazione condivisa.
E questo corso intende offrire a degli ingegneri spunti per aprire un dialogo con chi opera nel settore delle scienze della vita.
In particolare all'ingegnere è richiesta la capacità di misurare i fenomeni biologici attraverso l'affidabilità dei segnali che ne sono testimoni in laboratorio, e che sul piano logico hanno problematiche di gestione (amplificazione, filtraggio, soglia, dinamica, saturazione...) per nulla dissimili da quelle relative ad altre grandezze di interesse ingegneristico.
Strumenti a supporto della didattica
Esercitazioni a piccoli gruppi nel Laboratorio di Ingegneria Cellulare e Molecolare "Silvio Cavalcanti" #3014.
Piccola strumentazione e specifici protocolli verranno presentati praticamente anche in aula.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Emanuele Domenico Giordano
SDGs
L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.