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    Bruna DE FELICE

    Insegnamento di CARATTERIZZAZIONE GENETICA DI MATERIE PRIME

    Corso di laurea magistrale in SCIENZE DEGLI ALIMENTI E DELLA NUTRIZIONE UMANA

    SSD: BIO/18

    CFU: 5,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 40,00

    Periodo di Erogazione: Primo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Fondamenti di Genetica molecolare. Proprieta' del materiale genetico: il DNA, il portatore dell'informazione genetica. RNA, Il flusso dell’informazione genica. Struttura del gene eucariotico.Il genoma eucariotico. Sequenze a singola copia e sequenze ripetute. Microsatelliti e minisatelliti. MicroRNAs: ruolo nella resistenza a stress ambientali nelle piante. Le principali Biotecnologie.Come si studiano i geni. Principali tecniche del DNA ricombinante: frammentazione del DNA, enzimi di restrizione, plasmidi come vettori, southern blot, PCR e sue applicazioni. Sequenziamento automatizzato del DNA. Sequenziamento di 2° generazione.PCR quantitativa Real-Time: le chimiche fluorescenti. Tecnologia "DNA-chip" o Microarray e relative applicazioni.Analisi dell’espressione genica e bioinformatica: Northern blot, RT-PCR semiquantitativa e PCR quantitativa Real-Time.
    Metodi di caratterizzazione, autenticita’ e tracciabilita’ delle materie prime e dei prodotti alimentari finiti.I marcatori molecolari. Sviluppo di diverse tipologie di marcatori molecolari. RFLP, RAPD, AFLP, STR, SSR: utilizzazione nello studio dei genomi vegetali e animali. SNPs. Applicazione dei marcatori molecolari nella caratterizzazione di piante e animali di interesse commerciale. Caratterizzazione individuale (genotyping) e varietale (DNA fingerprint). DNA barcoding nella tipizzazione di organismi animali e vegetali, e nella tracciabilita’ dell’industria alimentare. Mini-barcodes. Progetto FISH-BOL. Kit diagnostici per determinare il DNA barcoding nei pesci.La tracciabilita' e rintracciabilita’ nell'industria alimentare. Tecniche di genomica al servizio della sicurezza alimentare. Metodi basati sul DNA per l’autenticazione dei prodotti alimentari di origine animale e vegetale . Organismi geneticamente modificati (OGM). Tracciabilita' degli OGM: ricerca e quantificazione negli alimenti. Test di screening, di identificazione equantificazione mediante PCR.

    Testi di riferimento

    1) Watson - Baker - Bell – Gann. Biologia molecolare del gene. Zanichelli. Edizione: VI 2009
    Oppure : Lewin, Il GENE VIII. Zanichelli.


    2) Barcaccia-Falcinelli, Genetica e Genomica, Volume III (Genomica e Biotecnologie genetiche), Liguori Editore.


    3) Watson JD et al. DNA ricombinante;Geni e genomi. Ultima edizione edizione italiana condotta sulla terza edizione americana. Zanichelli.


    4) Articoli scientifici distribuiti a lezione.

    Obiettivi formativi

    Il corso prevede una sezione di base nel quale verranno fornite le nozioni relative ai diversi
    metodi genetico-molecolari per la caratterizzazione di specie animali e vegetali, con
    particolare riguardo alla descrizione di quelli più utili per la valutazione di specie utilizzate per
    l’alimentazione umana. Nella seconda sezione viene affrontata l’applicazione delle
    metodiche per caratterizzazione genetica di materie prime atte alle produzioni alimentari,.
    analiisi, e valutazione dei prodotti alimentari, applicando tecniche convenzionali ed avanzate
    di analisi ed elaborazione dati ne i processi della filiera alimentare; identificazione ed analisi
    delle frodi alimentari e OGM

    Prerequisiti

    Conoscenze acquisite nel corso di Genetica. Lo studente deve possedere le conoscenze fondamentali su:struttura del DNA e RNA. Struttura gene eucariotico; trascrizione e traduzione.

    Metodologie didattiche

    Gli argomenti del corso saranno trattati con l’ausilio di
    presentazioni in Power Point, filmati video, esercitazioni in aula o
    laboratorio, lettura di articoli scientifici. Risultati di apprendimento attesi: Conoscenza e capacità di comprensione
    o Conoscenza delle principali metodologie geneticomolecolari per la qualità, tracciabilità e
    rintracciabilità degli delle produzioni vegetali e
    degli alimenti.
    Conoscenza e capacità di comprensione applicate
    o padronanza delle metodologie geneticomolecolari per la qualità, tracciabilità e
    rintracciabilità negli alimenti.
    o Capacità di identificare le tecniche geneticomolecolari da applicare nei diversi casi
    o Capacità di applicare tecniche relative
    all’identificazione e certificazione varietale delle
    materie prime e dei prodotti alimentari derivati.
    Autonomia di giudizio
    o Capacità di orientare correttamente l’utilizzo di strumenti
    genetico-molecolari alla filiera agroalimentare
    o Capacità di orientare correttamente la ricerca di mezzi
    genetico molecolari idonei a monitorare le caratteristiche e
    dei prodotti agro- alimentari
    Abilità comunicative
    o Capacità di identificare ed applicare le tecniche geneticomolecolari per la tracciabilità delle produzioni alimentari.

    Metodi di valutazione

    L’esame consiste nel superamento di una
    prova orale.Durante lo svolgimento del corso sono
    effettuati accertamenti periodici mediante
    prove scritte di verifica, , con domande a scelta
    multipla e a risposta aperta.

    Altre informazioni

    Il docente è disponibile per ricevimento
    studenti nei giorni indicati sulla scheda
    insegnamento e su richiesta inoltrata via email.

    Programma del corso

    Fondamenti di Genetica molecolare. Proprieta' del materiale genetico: il DNA, il portatore dell'informazione genetica. RNA, Il flusso dell’informazione genica. Struttura del gene eucariotico.Il genoma eucariotico. Sequenze a singola copia e sequenze ripetute. Microsatelliti e minisatelliti. MicroRNAs: ruolo nella resistenza a stress ambientali nelle piante.Le principali Biotecnologie.Come si studiano i geni. Principali tecniche del DNA ricombinante: frammentazione del DNA, enzimi di restrizione, plasmidi come vettori, southern blot, PCR e sue applicazioni. Sequenziamento automatizzato del DNA. Sequenziamento di 2° generazione.PCR quantitativa Real-Time: le chimiche fluorescenti. Tecnologia "DNA-chip" o Microarray e relative applicazioni.Analisi dell’espressione genica e bioinformatica: Northern blot, RT-PCR semiquantitativa e PCR quantitativa Real-Time.
    Metodi di caratterizzazione, autenticita’ e tracciabilita’ delle materie prime e dei prodotti alimentari finiti.I marcatori molecolari. Sviluppo di diverse tipologie di marcatori molecolari. RFLP, RAPD, AFLP, STR, SSR: utilizzazione nello studio dei genomi vegetali e animali. SNPs. Applicazione dei marcatori molecolari nella caratterizzazione di piante e animali di interesse commerciale. Caratterizzazione individuale (genotyping) e varietale (DNA fingerprint). DNA barcoding nella tipizzazione di organismi animali e vegetali, e nella tracciabilita’ dell’industria alimentare. Mini-barcodes. Progetto FISH-BOL. Kit diagnostici per determinare il DNA barcoding nei pesci. Il caso salmonidi.La tracciabilita' e rintracciabilita’ nell'industria alimentare. Tecniche di genomica al servizio della sicurezza alimentare. Metodi basati sul DNA per l’autenticazione dei prodotti alimentari di origine animale e vegetale. Caratterizzazione dell’olio d’oliva DOP lungo la filiera produttiva. Caratterizzazione della mozzarella di bufala e determinazione delle frodi. Tracciabilità delle paste alimentari: paste a grano duro e tenero.Determinazione delle specie presenti in prodotti a base di carne mediante DNA chip.
    Organismi geneticamente modificati (OGM). Tracciabilita' degli OGM: ricerca e quantificazione negli alimenti. Test di screening, di identificazione e quantificazione mediante PCR. Caso di studio: ricerca di mais e soia geneticamente modificati in farine di uso zootecnico. Analisi quantitativa della presenza di OGM mediante Real-Time PCR. ESPERIENZE PRATICHE DI LABORATORIO
    Estrazione del DNA e dell’RNA dalle piante, Southern blot. Analisi RAPD.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Foundations of molecular genetics. Properties of genetic material: DNA, the carrier of genetic information. RNA, the flow of gene information. Structure of the eukaryotic gene.The eukaryotic genome. Single copy sequences and repeated sequences. Microsatellites and minisatellites. MicroRNAs: role in resistance to environmental stress in plants. The main Biotechnologies. How to study genes. Main techniques of recombinant DNA: DNA fragmentation, restriction enzymes, plasmids as vectors, southern blot, PCR and its applications. Automated DNA sequencing. 2nd generation sequencing. Quantitative Real-Time PCR: fluorescent chemistries. "DNA-chip" technology or Microarray and related applications. Analysis of gene expression and bioinformatics: Northern blot, semi-quantitative RT-PCR and Real-Time quantitative PCR.
    Methods of characterization, authenticity and traceability of raw materials and finished food products. Molecular markers. Development of different types of molecular markers. RFLP, RAPD, AFLP, STR, SSR: use in the study of plant and animal genomes. SNPs. Application of molecular markers in the characterization of plants and animals of commercial interest. Individual characterization (genotyping) and varietal (DNA fingerprint). DNA barcoding in the typing of animal and plant organisms, and in the traceability of the food industry. Mini-barcodes. FISH-BOL Project. Diagnostic kits for determining DNA barcoding in fish. Traceability and traceability in the food industry. Genomics techniques at the service of food safety. DNA-based methods for the authentication of food products of animal and plant origin. Genetically modified organisms (GMOs). Traceability of GMOs: research and quantification in food. Screening, identification and equation testing by PCR.

    Textbook and course materials

    1) Watson - Baker - Bell – Gann. Biologia molecolare del gene. Zanichelli. Edizione: VI 2009
    Oppure : Lewin, Il GENE VIII. Zanichelli.


    2) Barcaccia-Falcinelli, Genetica e Genomica, Volume III (Genomica e Biotecnologie genetiche), Liguori Editore.


    3) Watson JD et al. DNA ricombinante;Geni e genomi. Ultima edizione edizione italiana condotta sulla terza edizione americana. Zanichelli.


    4) Articoli scientifici distribuiti a lezione.

    Course objectives

    The aim of this course is to provide (in a first section) the concepts relating to the various genetic-molecular methods for the characterization of plant and animal species, with particular regard to the description of those most useful for the evaluation of species used for human food. The second section dealt with the application of methods for genetic characterization of raw materials suitable for food production, analysis and evaluation of food products, by applying conventional and advanced techniques of analysis and data processing data it processes in the food chain; identification and analysis of food fraud and GMOs.

    Prerequisites

    Knowledge acquired in the course of Genetics. The student must possess basic knowledge about
    su: DNA and RNA structure. Eukaryotic gene structure; transcription and translation

    Teaching methods

    The topics of the course will be treated with the help of
    Power Point presentations, video footage, classroom exercises or
    laboratory, reading of scientific articles.Expected learning outcomes: Knowledge and ability to understand
    o Knowledge of the main genetic-molecular methods for quality, traceability and
    traceability of plant productions and
    of foods.
    Knowledge and understanding skills applied
    or mastery of genetic-molecular methods for quality, traceability and
    traceability in food.
    o Ability to identify the genetic-molecular techniques to be applied in different cases
    o Ability to apply related techniques
    to the identification and varietal certification of the
    raw materials and derived food products.
    Autonomy of judgment
    o Ability to correctly orientate the use of tools
    genetic-molecular to the agri-food chain
    o Ability to correctly orientate the search for means
    genetic molecules suitable for monitoring characteristics and
    of agro-food products
    Communication skills
    o Ability to identify and apply genetic-molecular techniques for traceability of food production.

    Evaluation methods

    The exam consists in passing one
    oral exam. During the course of the course are
    carried out periodic checks by
    written tests of verification, with questions of your choice
    multiple and open-ended.

    Other information

    The teacher is available for reception
    students on the days indicated on the card
    teaching and on request forwarded via email.

    Course Syllabus

    Foundations of molecular genetics.Properties of genetic material: DNA, the carrier of genetic information. RNA, the flow of gene information. Structure of the eukaryotic gene.The eukaryotic genome. Single copy sequences and repeated sequences. Microsatellites and minisatellites. MicroRNAs: role in resistance to environmental stress in plants.The main Biotechnologies. How to study genes. Main techniques of recombinant DNA: DNA fragmentation, restriction enzymes, plasmids as vectors, southern blot, PCR and its applications. Automated DNA sequencing. 2nd generation sequencing. Quantitative Real-Time PCR: fluorescent chemistries. "DNA-chip" technology or Microarray and related applications. Analysis of gene expression and bioinformatics: Northern blot, semi-quantitative RT-PCR and Real-Time quantitative PCR.
    Methods of characterization, authenticity and traceability of raw materials and finished food products. Molecular markers. Development of different types of molecular markers. RFLP, RAPD, AFLP, STR, SSR: use in the study of plant and animal genomes. SNPs. Application of molecular markers in the characterization of plants and animals of commercial interest. Individual characterization (genotyping) and varietal (DNA fingerprint). DNA barcoding in the typing of animal and plant organisms, and in the traceability of the food industry. Mini-barcodes. FISH-BOL Project. Diagnostic kits for determining DNA barcoding in fish. The salmonid case.Traceability and traceability in the food industry. Genomics techniques at the service of food safety. DNA-based methods for the authentication of food products of animal and plant origin. Characterization of olive oil along the production chain.
    Characterization of buffalo mozzarella and fraud determination. Traceability of pasta products: durum wheat and soft pasta. Determination of the species present in meat products using DNA chips.Genetically modified organisms (GMOs). Traceability of GMOs: research and quantification in food. Screening, identification and quantification by PCR. Case study: genetically modified corn and soybean research in zootechnical flour. Quantitative analysis of the presence of GMOs using Real-Time PCR. LABORATORY PRACTICAL EXPERIENCES
    DNA and RNA extraction from plants, Southern blot. RAPD analysis.

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