BIOCHIMICA APPLICATA

Docenti: 
Crediti: 
5
Sede: 
PARMA
Anno accademico di offerta: 
2020/2021
Responsabile della didattica: 
Settore scientifico disciplinare: 
BIOCHIMICA (BIO/10)
Semestre dell'insegnamento: 
Secondo Semestre
Lingua di insegnamento: 

Italiano

Attività formativa padre: 

Obiettivi formativi

Al termine dell’attività formative lo studente dovrebbe aver acquisito conoscenze delle principali tecniche di laboratorio biochimico. Dovrebbe essere in grado di affrontare in modo critico un problema di tipo biochimico associandolo alla corretta tecnica per investigarlo. Dovrebbe inoltre essere in grado di analizzare semplici dati ottenuti mediante le tecniche affrontate e di ricavarne informazioni.

1. Conoscenza e capacità di comprensione. Al termine del corso ci si attende che lo studente sia in grado di:
- Conoscere e comprendere le principali metodologie biochimiche
- Saper descrivere i principi di ciascuna metodologia nei dettagli molecolari
- Conoscere le applicazioni delle tecniche descritte

2. Conoscenza e capacità di comprensione applicate. Al termine del corso ci si attende che lo studente sia in grado di:
- Saper individuare la tecnica più adatta per ottenere informazioni strutturali e funzionali di macromolecole
- Saper svolgere semplici problemi che prevedano l’applicazione delle tecniche trattate

3. Abilità comunicative. Al termine del corso ci si attende che lo studente sia in grado di:
- saper comunicare gli argomenti oggetto dell’esame in modo chiaro, sintetico ed efficace.
- sappia comunicare i risultati scientifici sperimentali

4. Capacità di apprendere. Al termine del corso ci si attende che lo studente sia in grado di:
- fare collegamenti tra le varie tecniche apprese
- comprendere le potenzialità della ricerca in campo biochimico

Prerequisiti

Conoscenze di Biologia e Chimica Organica. Il modulo di Biochimica Applicata è svolto dopo quello di Biochimica, di cui è richiesta la frequenza.

Contenuti dell'insegnamento

Il corso tratterà delle principali tecniche del DNA ricombinante e dei metodi utilizzati per l’espressione in forma ricombinante, la purificazione e la caratterizzazione delle proteine.

Programma esteso

PARTE I: DNA RICOMBINANTE E SUE APPLICAZIONI
-Tecnologia del DNA ricombinante: endonucleasi di restrizione, DNA ligasi, vettori di clonaggio, plasmidi come vettori di clonaggio, organismi ospite, colture batteriche, selezione dei ricombinanti, a-complementazione, PCR, RT-PCR, mutagenesi sito-specifica, genoteche genomiche e di cDNA. Sequenziamento del DNA
-Espressione di proteine ricombinanti: vettori di espressione, ceppi cellulari, promotori lac e T7, proteine di fusione. Protein therapeutics: l’insulina e i vaccini ricombinanti.

PARTE II: PURIFICAZIONE DI PROTEINE ED ELETTROFORESI
- Purificazione di proteine: tecniche di estrazione; tecniche centrifugative; ultrafiltrazione, dialisi, diafiltrazione; metodi di frazionamento; cromatografia (interazione idrofobica, scambio ionico, esclusione dimensionale, affinità).
-Tecniche elettroforetiche: principi e applicazioni alle macromolecole biologiche. Elettroforesi di proteine (nativa, SDS-PAGE e loro applicazioni). Elettroforesi bidimensionale. Elettroforesi di DNA con cenni di analisi di restrizione e delle sue applicazioni.

PARTE III: CARATTERIZZAZIONE ED IDENTIFICAZIONE DI PROTEINE
-Spettroscopia d’assorbimento: principi e strumentazione. Legge di Lambert-Beer. Cromofori di interesse biologico. Spettri di assorbimento di proteine. Determinazione della concentrazione di proteine.
-Spettroscopia d’emissione di fluorescenza: principi (emissione di fluorescenza, shift di Stokes, resa quantica di fluorescenza), strumentazione e applicazioni (fluorofori di interesse biologico).
-Dicroismo circolare: principi (radiazione linearmente polarizzata, radiazione circolarmente polarizzata, radiazione elitticamente polarizzata ed elitticità). Applicazioni allo studio della struttura delle proteine.
- Saggi d’attività enzimatica: metodi continui e metodi discontinui. Saggi diretti, indiretti e accoppiati. Substrati cromogenici.
- Tecniche immunochimiche: gli anticorpi (struttura, specificità, marcatura). Produzione di anticorpi monoclinali e policlonali. Immunodosaggi: RIA ed ELISA. Applicazioni: test di gravidanza e test per l'identificazione di infezioni virali da HIV e Covid-19. Tecniche di blotting
- cenni di proteomica

Bibliografia

- Metodologie Biochimiche. A cura di Carmela Bonaccorsi di Patti, Roberto Contestabile e Martino Luigi di Salvo. Edizioni Zanichelli
- Metodologie Biochimiche e Biomolecolari. Mauro Maccarrone. Edizioni Zanichelli
- Biochimica e biologia molecolare. Principi e tecniche. Wilson & Walker. Raffaello Cortina Editore.

Metodi didattici

Le attività didattiche saranno svolte in forma di lezioni frontali. Modalità di erogazione alternative (online, sincrone o asincrone) verranno eventualmente previste come da indicazioni di Ateneo.
L’insegnamento si svolgerà con lezioni integrate da sessioni di esercizi in aula finalizzati al miglioramento delle capacità dello studente di applicare a problemi pratici le nozioni teoriche apprese.
Le lezioni si svolgeranno con l’ausilio di diapositive che verranno messe a disposizione degli studenti sulla piattaforma Elly.
Il docente mostrerà, quando possibile, filmati relativi alle tecniche illustrate, in modo da fornire agli studenti indicazioni pratiche utili alla comprensione delle potenzialità applicative dei metodi.

Modalità verifica apprendimento

L’esame è orale e si svolge nello stesso appello dell'esame di Biochimica che deve essere sostenuto prima e superato. Se le normative per il contenimento della pandemia di Covid-19 lo consentiranno l’esame sarà effettuato in presenza.
L’esame riguarderà tutti gli argomenti trattati nel programma e consisterà di domande aperte e di un problema.
La valutazione, in scala 18-30, terrà conto del livello di approfondimento, della capacità di applicare in modo critico le conoscenze acquisite, dell’appropriatezza del linguaggio scientifico e dell’autonomia nella discussione.
Agli studenti con diagnosi di disturbi specifici di apprendimento (DSA), certificati ai sensi della legge n° 170/2010, saranno concesse le agevolazioni previste per legge.