INGLESE

PCR e real-time PCR: teoria e laboratorio. Vettori di espressione: teoria e laboratorio. Trasfezioni di cellule di mammifero e applicazioni. RNA silencing: Basi teoriche e applicazioni.
Esecuzione del progetto di ricerca per le lezioni di laboratorio:Produzione della oncoproteina K-Ras per via ricombinante. Esercitazione di bioinformatica per il retrieve di sequenze e manipolazione di acidi nucleici.

1-“Recombinant DNA. Genes and Genomes- A short course” JD Watson, AA Caudy, RM Myers, JA
Witkowski

2-Dispense per le esercitazioni di laboratorio

3- Slide delle lezioni sul sito web del Dipartimento

OBIETTIVI FORMATIVI: Il corso si propone di fornire agli studenti: le conoscenze di tecniche avanzate di Biologia Molecolare; esperienze di laboratorio per praticare alcune delle tecniche principali utilizzate in un laboratorio di Biologia Molecolare; sviluppare l'attitudine ad utilizzare le conoscenze dei meccanismi molecolari per mettere a punto tecnologie innovative. Tali obiettivi saranno perseguiti secondo i descrittori di Dublino di seguito articolati.

CONOSCENZA E COMPRENSIONE. Lo studente acquisirà una solida conoscenza delle principali metodiche avanzate di Biologia molecolare, risvolti applicativi attuali e potenziali futuri. Alcune delle metodiche saranno praticate dagli studenti in laboratorio, nell’ambito di un progetto di ricerca.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE. Lo studente sarà in grado di applicare i principi teorici e le metodiche apprese e praticate per approcciarsi a nuove e diverse tematiche di ricerca in ambito biomolecolare.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO. Lo studente svilupperà la capacità di identificare le potenzialità delle principali metodologie impiegate nella ricerca biomolecolare, analizzare criticamente i workflow operativi e i dati sperimentali ottenuti.

ABILITÀ COMUNICATIVE. Lo studente sarà in grado di utilizzare correttamente la terminologia scientifica della biologia molecolare e di esporre con chiarezza i principali concetti teorici e procedure.

CAPACITÀ DI APPRENDERE. Lo studente svilupperà capacità di apprendimento autonome che gli consentiranno di approfondire e aggiornare le proprie conoscenze nel campo della biologia molecolare, anche attraverso la consultazione critica della letteratura scientifica di settore.

Conoscenza e capacità fornite da un corso di base di Biologia Molecolare

8 lezioni di 4 ore, per un totale di 32 ore, suddivise in lezioni teoriche (16 ore) in aula e esperienze di laboratorio (16 ore) nel Laboratorio di Biologia sperimentale del Dipartimento.

Il raggiungimento degli obiettivi dell’insegnamento è certificato mediante il superamento di un esame con valutazione espressa in trentesimi e si intende superato con un punteggio minimo di 18/30.

L’esame si articola in una prova una prova orale di durata media di 20 minuti e consiste in un colloquio articolato in: i) domande di carattere generale: per valutare la padronanza dei concetti fondamentali e l'estensione delle conoscenze acquisite; ii) approfondimenti tematici in relazione alle esperienze di laboratorio per verificare la capacità di analisi critica.

Criteri per l’attribuzione del voto:
<18 Non superato: lo studente non dimostra risultati coerenti con i descrittori di conoscenza e comprensione, applicazione, giudizio, comunicazione e capacità di apprendere.

18-21 Livello sufficiente: lo studente raggiunge i descrittori di base relativi alla conoscenza e comprensione dei contenuti fondamentali e mostra una prima capacità di applicazione in contesti semplici.

22-24 Livello pienamente sufficiente: lo studente soddisfa i descrittori di conoscenza e comprensione applicate, mostrando capacità di applicare concetti chiave correttamente e iniziare ad analizzare criticamente situazioni pertinenti ai temi dell’insegnamento.

25-26 Livello buono: lo studente dimostra autonomia di giudizio nel valutare e confrontare scenari pertinenti, applica conoscenze in modo efficace e comunica risultati con chiarezza, riflettendo competenze più consolidate.

27-29 Livello molto buono: lo studente soddisfa in modo avanzato i descrittori dei cinque ambiti, con padronanza dei contenuti, capacità di valutare criticamente casi complessi e abilità comunicative solide.

30 Livello eccellente: lo studente eccelle in tutti i descrittori di Dublino, con capacità di apprendere in modo continuo e creativo, conoscenza approfondita, applicazione sicura e critica, comunicazione efficace.

La lode può essere attribuita quando lo studente dimostra, oltre a quanto sopra, particolare originalità, approfondimento nella discussione orale, superando le aspettative.

La frequenza è fortemente consigliata.

Lo studente sarà supportato nel suo studio dalle slide delle lezioni, dalle dispense delle esercitazioni di laboratorio, pubblicate sul sito web del Dipartimento e fornite dal docente.

Il docente sarà disponibile ad ulteriori incontri con gli studenti per spiegazioni come indicato e su richiesta via email.

Lezioni teoriche: PCR, principi e applicazioni; RT-PCR, 5’-RACE, 3’-RACE, real-time. Vettori di espressione in procarioti e eucarioti: principi di base e applicazioni biotecnologiche. Trasfezioni di cellule di mammifero: principi e applicazioni biotecnologiche. RNA silencing: meccanismi molecolari e applicazioni biotecnologiche. RNA regulatory network: principi di base e applicazioni biotecnologiche. Esperienza di laboratorio: Progetto: Produzione della oncoproteina K-Ras per via ricombinante; attraverso le seguenti procedure laboratoriali: -Utilizzo dei principali strumenti di bioinformatica per il retrieve della sequenza di interesse dalle banche dati, allineamenti delle sequenze, design dei primer per la PCR, predizione mappa di restrizione. In laboratorio: purificazione dell'RNA da linee cellulari umane; isolamento del trascritto di K-ras per RT-PCR; clonaggio del cDNA per K-ras nel vettore di espressione pcDNA3.1; trasformazione batterica; fase di tripsinizzazione di cellule di mammifero. Esperienza aggiuntiva: Design di un kit diagnostico per virus. Design of un vettore di espressione per la proteina Spike.

English

PCR and real-time PCR: theory and practice. Expression vectors: theory and practice. Transfection of
mammalian cells and application. RNA silencing: theory and application.
Laboratory research project: recombinant production of the K-Ras oncoprotein. Bioinformatics practical session on sequence retrieval and nucleic acid sequence manipulation.

1-“Recombinant DNA. Genes and Genomes- A short course” JD Watson, AA Caudy, RM Myers, JA
Witkowski

2-Handouts for laboratory experiences

3- Slides of lessons on Department web site

The course aims to provide students with: (i) knowledge of advanced Molecular Biology techniques; (ii) hands-on laboratory experience with some of the principal methodologies routinely employed in Molecular Biology laboratories; and (iii) the ability to apply their understanding of molecular mechanisms to the development of innovative technologies. These objectives will be achieved according to the Dublin Descriptors outlined below.

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING. Students will acquire a solid understanding of the main advanced methodologies in Molecular Biology, their current applications, and their future potential. Selected techniques will be practiced through laboratory activities carried out as part of a research project.

APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING. Students will be able to apply the theoretical principles and experimental methodologies they have learned and practiced to address new and diverse research questions in the field of biomolecular sciences.

MAKING JUDGEMENTS. Students will develop the ability to evaluate the potential of the principal methodologies used in biomolecular research, critically analyze experimental workflows, and interpret the resulting experimental data.

COMMUNICATION SKILLS. Students will be able to use the scientific terminology of Molecular Biology appropriately and communicate clearly the main theoretical concepts and experimental procedures.

LEARNING SKILLS. Students will develop independent learning skills that will enable them to further expand and continuously update their knowledge in the field of Molecular Biology through the critical evaluation of scientific literature.

Knowledge and skills provided by a basic course of Molecular Biology

eight 4-hour sessions, for a total of 32 hours, divided into classroom-based theoretical lectures (16 hours) and laboratory sessions (16 hours) held in the Experimental Biology Laboratory of the Department.

Achievement of the course learning outcomes is assessed through an oral examination graded on a 30-point scale, with a minimum passing grade of 18/30.

The examination consists of a 20-minute oral interview divided into two parts: 1-General questions, designed to assess the student's understanding of the fundamental concepts and the breadth of the knowledge acquired. 2-In-depth discussion of specific topics, with particular reference to the laboratory activities, aimed at evaluating the student's critical thinking and analytical skills.

Grading Criteria
<18 – Fail: The student does not demonstrate learning outcomes consistent with the Dublin Descriptors concerning knowledge and understanding, application of knowledge, making judgements, communication skills, and learning skills.

18–21 – Satisfactory: The student demonstrates an adequate knowledge and understanding of the fundamental course contents and shows a basic ability to apply this knowledge in straightforward contexts.

22–24 – Good: The student demonstrates a sound understanding of the course content and is able to apply key concepts correctly while beginning to critically analyze issues relevant to the topics covered in the course.

25–26 – Very Good: The student demonstrates independent judgement in evaluating and comparing relevant scenarios, applies knowledge effectively, and communicates concepts and results clearly, reflecting well-developed competencies.

27–29 – Excellent: The student demonstrates an advanced achievement of all five Dublin Descriptors, with a thorough command of the subject matter, the ability to critically evaluate complex cases, and strong communication skills.

30 – Outstanding: The student fully achieves all the Dublin Descriptors, demonstrating comprehensive knowledge, confident and critical application of concepts, excellent communication skills, and the ability to engage in continuous and independent learning.

30 cum laude may be awarded to students who, in addition to meeting the criteria for a mark of 30/30, demonstrate exceptional depth of understanding, originality of thought, and outstanding performance during the oral examination.

Attendance is strongly recommeded.

The student will be supported in his/her own studies by slides and handouts published on the web site of Department.

The teacher will be available for students as indicated, and upon request via email.

Theoretical lessons: PCR. Principles and applications. RT-PCR, 5’-RACE, 3’-RACE, real-time. Expression vectors. Expression of recombinant proteins in prokaryotes and eukaryotes: basic principles and applications. Transfection of mammalian cells: Principles and application. RNA silencing: Molecular mechanisms and Application in molecular biotechnology. RNA regulatory network: basic principles and applications. Laboratory experience: Project: Production of recombinant K-RAS oncoprotein; throughout the following steps: Practice with the main bioinformatics tools for manipulation of nucleic acids. Searching for sequences in databank, multiple sequence alignment, design of PCR primers, restriction map and virtual cloning. Wet lab: RNA purification from human cell lines; Isolation of K-ras transcript by RT-PCR; cloning of K-ras cDNA in the expression vector pcDNA3.1; cell culturing. Additional experience: Design of a detection kit for a virus. Design of an expression vector for the production of Spike protein.