Academic year2018/19
CourseMOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY
Code051FF
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageItalian
Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) |
MICROBIOLOGIA MOLECOLARE | MED/07 | LEZIONI | 48 | |
Obiettivi di apprendimento
Conoscenze
Il corso fornisce conoscenze avanzate in microbiologia e biologia molecolare necessarie per affrontare lo studio dei microrganismi in ambito bio-medico, industriale e agrario.
Knowledge
The student who completes the course successfully will be able to demonstrate a solid knowledge of basic molecular methodologies used for generation of recombinant strains, monitoring and analyze phylogenetic relationships, and producing new molecules and recombinant vaccines.
Modalità di verifica delle conoscenze
Durante l'esame orale, lo studente dovrà essere capace di dimostrare la sua conoscenza del materiale del corso ed essere capace di discutere gli argomenti trattati appropriatamente e con proprietà di espressione.
Assessment criteria of knowledge
During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression.
Methods:
Capacità
Acquisizione delle basi teoriche sull’organizzazione, la replicazione e l’evoluzione dei genomi microbici e delle metodologie applicabili alla generazione di ceppi ricombinanti, rilevamento di agenti infettanti ed analisi dei rapporti filogenetici, produzione di nuove molecole e vaccini ricombinanti. Il bagaglio culturale acquisito sarà sufficiente per attività post-lauream indirizzate verso una professione presso centri di ricerca.
Indicazioni metodologiche
Per garantire un buon apprendimento, è consigliata:
Presenza alle lezioni
Preparazione di un report orale
Partecipazione alle discussioni
Studio individuale
Studio di gruppo
Studio con supporto ICT
Teaching methods
Delivery: face to face
Learning activities:
- attending lectures
- preparation of oral/written report
- participation in discussions
- individual study
- group work
- ICT assisted study
Attendance: Advised
Teaching methods:
- Lectures
- Task-based learning/problem-based learning/inquiry-based learning
Programma (contenuti dell'insegnamento)
Scopo del corso è fornire le nozioni teorico-pratiche di metodologie molecolari microbiologiche. Verranno approfondite: (i) basi molecolari del trasferimento genico e generazione di ricombinanti; (ii) criteri di sistematica molecolare dei microrganismi ed analisi delle loro relazioni filogenetiche; (iii) sistemi molecolari innovativi per la rilevazione di batteri, virus e funghi da campioni biotici e non; (iv) Strategie per la produzione di farmaci antimicrobici e vaccini ricombinanti.
- Informazione genetica nei procarioti. Il mobiloma. Impacchettamento del genoma. Isole di patogenicità. Integroni batterici. Genomica comparativa.
- La mutazione genica. Tipi di mutanti. Base molecolare delle mutazioni. Mutageni chimici e fisici. IS e trasposoni. La mutagenesi per trasposizione. Mutagenesi con cassetta. Caratterizzazione di ceppi mutanti: analisi di stabilità, complementazione.
- I plasmidi. Tipi di plasmidi: funzioni. Replicazione plasmidica e funzioni dell'origine di replicazione. Controllo del numero di copie, specificità d'ospite, gruppi di incompatibilità. Partizione plasmidica. Storia dei vettori plasmidici. Seconda generazione di vettori plasmidici (serie pUC). Plasmidi zero background-TOPO. Plasmidi di espressione. Plasmidi reporter.
- Trasferimento genetico nei batteri. Meccanismi molecolari della coniugazione e trasduzione. La trasformazione naturale nei batteri. Induzione della competenza. Particolari su B. subtilis e S. pneumoniae. Meccanismi molecolari della trasformazione. Dettagli su B. subtilis, S. pneumoniae, N. gonorrhoeae, V. cholerae. Trasformazione artificiale: meccanismi. Calcolo dell'efficienza di trasformazione.
- Preparazione di DNA plasmidico: crescita e lisi dei batteri, purificazione blanda. Purificazione accurata di plasmidi. Analisi qualitativa e quantitativa del DNA plasmidico.
- Metodi di elettroforesi del DNA. Elettroforesi su gel di agarosio, di poliacrilamide. Elettroforesi in campo pulsato: principi, apparati, metodologie applicate.
- Valutazione delle interazioni proteina-proteina in vivo ed in vitro.
- Ottimizzazione di una reazione di PCR. RT-PCR, multiplex PCR, nested PCR, RAPD-PCR, PCR quantitativa e realtime PCR.
- Metodi di sequenziamento e interpretazione dei risultati.
- Metodi di classificazione dei batteri. Microbiologia determinativa. Ibridazione DNA/DNA, sequenziamento di specifici geni. Il sistema MALDI-TOF MS per la classificazione e la tipizzazione batterica.
- Metodi di tipizzazione fenotipici: biotipizzazione, sierotipizzazione, tipizzazione fagica. Tipizzazioni tramite amplificazione, MLEE e MLST.
- Procedure diagnostiche: esami diretti ed indiretti. Le metodologie in microbiologia convenzionale. Campioni biologici particolari: liquor, sangue, urine e feci per la ricerca microbiologica.
- Chemioterapia antibiotica: introduzione e criteri di classificazione dei farmaci antibatterici. Antibiotici beta lattamici, glicopeptidi, aminoglicosidi, tetracicline, macrolidi, cloramfenicolo, chinoloni, rifamicine, polimixine, sulfamidici. Meccanismi molecolari dell'antibiotico-resistenza.
- Ruolo degli anticorpi nella risposta immune verso gli agenti infettanti. Risposta primaria e secondaria ad uno stimolo antigenico. Diagnosi sierologica. Concetto di titolo anticorpale. Reazioni di neutralizzazione, precipitazione e agglutinazione. Reazione di fissazione del complemento, EIA, immunofluorescenza, western blotting. Valutazione della risposta immune verso antigeni micobatterici.
- Metodi molecolari in microbiologia diagnostica. Sonde. Tecniche di amplificazione del target: PCR, TMA, SDA. Amplificazione delle molecole sonda: Qbeta replicasi, LCR. Metodi di amplificazione di segnale: branched DNA.
- Vaccini: caratteristiche e tipi. Vaccini convenzionali. Vaccini ricombinanti. Nuove generazioni di vaccini.
- Tecniche di microbiologia ambientale. Tecniche basate sulla coltivazione: arricchimento, coltivazione, identificazione. Tecniche basate sulla marcatura cellulare: colorazioni fluorescenti, live-dead, citofluorimetria. Tecniche di amplificazione per la valutazione della biodiversità microbica. Tecniche metagenomiche. Misurazioni delle attività microbiche nell'ambiente.
Syllabus
The course is aimed at providing theoretical and practical knowledge of molecular microbiological methodologies. Particular attention will be paid to learning: (i) molecular bases of gene transfer and generation of recombinant strains; (ii) criteria for molecular systematic of microbes and analyses of their phylogenetic relation; (iii) molecular tools for monitoring bacteria, viruses, and fungi in biotic and non-biotic samples; (iv) strategies for production of new antimicrobial molecules and recombinant vaccines.
Modalità d'esame
Esame orale finale
Updated: 17/07/2018 12:10