ECTS - University of Pisa
Scheda programma d'esame
GENETIC BIOTECHNOLOGIES
CLAUDIO PUGLIESI
Academic year2022/23
CoursePLANT AND MICROBE BIOTECHNOLOGIES
Code301GG
Credits6
PeriodSemester 1
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
BIOTECNOLOGIE GENETICHEAGR/07LEZIONI64
FLAVIA MASCAGNI unimap
CLAUDIO PUGLIESI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Il corso è mirato all’ apprendimento teorico e pratico delle biotecnologie applicate alle piante, con l’uso complementare di genetica molecolare (isolamento e trasferimento di geni, uso dei marcatori molecolari, ecc.) e di metodologie classiche (mutagenesi, culture in vitro, ecc.).
Knowledge

The student who successfully completes the course will be able to demonstrate advanced knowledge of theoretical and practical bases of plant biotechnologies, by the complementary use of molecular genetics (gene isolation and transfer, use of molecular markers, etc.) and classical methods (mutagenesis, in vitro cultures, etc.).
Modalità di verifica delle conoscenze

Incontri tra il docente e gli studenti che si svolgeranno con lezioni di accertamento finalizzate alla valutazione delle conoscenze acquisite.
Assessment criteria of knowledge

Assessment lessons are aimed at evaluating the acquired knowledge.

 
Capacità

Lo studente avrà acquisito conoscenze teoriche e pratiche delle biotecnologie applicate alle piante, con l’uso complementare di genetica molecolare e di metodologie classiche.
Skills

The student will have acquired theoretical and practical knowledge of biotechnology applied to plants, with the complementary use of molecular genetics and classical methodologies.
Modalità di verifica delle capacità

Durante lo svolgimento del corso vengono effettuate lezioni di accertamento durante le quali lo studente dovrà dimostrare di avere acquisito la capacità di risolvere un problema biologico utilizzando metodologie biomolecolari e classiche.
Assessment criteria of skills

During the course of the course, assessment lessons are planned to allow the student demonstrating the acquired ability to solve a biological problem by using biomolecular and classical methods.
Comportamenti

Alla fine del corso lo studente potrà acquisire e/o sviluppare:

  • la capacità di utilizzare gli strumenti di base di un laboratorio biomolecolare;
  • la capacità di risolvere un problema biologico come: espressione e regolazione dei geni, isolamento di sequenze;
  • utilizzo di metodologie classiche e di genetica molecolare per il miglioramento genetico.
Behaviors

At the end of the course the student can acquire and / or develop:

  • the ability to use the basic tools of a Biomolecular laboratory;
  • the ability to solve a biological problem such as: expression and regulation of genes, isolation of sequences;
  • use of classical methods and molecular genetics for genetic improvement.
Modalità di verifica dei comportamenti

La verifica dei comportamenti sarà effettuata:

  • durante le esercitazioni di laboratorio in cui si valuterà il grado di accuratezza e precisione delle attività svolte;
  • durante le lezioni di accertamento finalizzate a valutare come lo studente sa utilizzare le metodologie trattate durante il corso, di fronte alle problematiche poste dal docente.
Assessment criteria of behaviors

The behavior check will be carried out:

  • during laboratory exercises in which the degree of accuracy and precision of the activities performed will be evaluated;
  • during the assessment lessons aimed at evaluating how the student knows how to use the methodologies treated during the course, in the face of the problems raised by the teacher.
Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Per affrontare l'insegnamento di Biotecnologie genetiche sono necessarie le conoscenze iniziali di:

  • Genetica
Prerequisites

For the course of Genetic biotechnologies the initial knowledge of:

  • Genetics
Indicazioni metodologiche
  • le lezioni frontali si svolgono con l'ausilio di slides;
  • le esercitazioni, OBBLIGATORIE, vengono effettuate in laboratorio didattico predisposto
  • l'interazione tra docenti e studenti avviene anche mediante ricevimenti.
Teaching methods
  • frontal lessons are held with the aid of slides;
  • the exercises, MANDATORY, are carried out in a didactic laboratory;
  • the interaction between teacher and students also takes place through personal meetings.
Programma (contenuti dell'insegnamento)

Programma completo

 

Introduzione:

  1. La struttura degli acidi nucleici. Replicazione, trascrizione e traduzione. Il codice genetico. I geni: struttura, espressione e regolazione.

 

Basi di genetica applicata:

  1. Sistemi riproduttivi, maschiosterilità, incompatibilità (meccanismi molecolari).
  2. Richiamo sulle mutazioni. Mutagenesi (autogame, allogame, riproduzione agamica); mutagenesi chimica e fisica. Induzione di variazione nei livelli di ploidia. Chimere.
  3. Regolazione della totipotenza cellulare e colture in vitro; uso della coltura in vitro per miglioramento genetico.
  4. Basi di ingegneria genetica, cisgenesi e genome editing.

Tecniche genetiche per le biotecnologie:

  1. Clonaggio
  2. PCR e sue varianti (ad esempio la Real-Time RT-PCR)
  3. Marcatori molecolari
  4. Sequenziamento

Esercitazioni:

  • Ricerca bibliografica
  • Utilizzo banche dati biologiche
  • Estrazione di acidi nucleici
  • Elettroforesi su gel di agarosio
  • Costruzione dei primer
  • PCR e isolamento del prodotto di amplificazione
  • Clonaggio in vettore, analisi delle piastre e verifica del frammento genico clonato
Syllabus

Introduction:

  1. The structure of nucleic acids. Replication, transcription, and translation. The genetic code. The gene: structure, expression, and regulation.

Principles of applied genetics:

  1. The reproductive systems, male sterility, self-incompatibility (molecular mechanisms).
  2. The mutations. Mutagenesis (autogamy, allogamy, agamic reproduction); chemical and physical mutagenesis. Induction of variation in ploidy levels. Chimeras.
  3. Regulatory mechanisms of cell totipotency and in vitro cultures; use of in vitro culture for genetic improvement.
  4. Principles of genetic engineering, cisgenesis, and genome editing.

Genetic techniques for biotechnologies:

  1. Cloning
  2. The PCR and its variants (e.g., Real-Time RT-PCR)
  3. Molecular markers
  4. Sequencing technologies

Practical lessons:

  1. Bibliographic research
  2. Use of biological databases
  3. Extraction of nucleic acids
  4. Electrophoresis on agarose gel
  5. Primer construction
  6. PCR and isolation of the amplification products
  7. Cloning, plate analysis, and verification of the gene fragment
Bibliografia e materiale didattico

Barcaccia G., Falcinelli M. Genetica e Genomica Vol I –Vol III. Liguori editore

Scialpi A., Mengoni Al. La PCR e le sue varianti. Quaderno di laboratorio. Firenze University press
Bibliography

Barcaccia G., Falcinelli M. Genetica e Genomica –Vol III. Liguori editore

Scialpi A., Mengoni Al. La PCR e le sue varianti. Quaderno di laboratorio. Firenze University press
Indicazioni per non frequentanti

L’obbligo di frequenza relativo alla partecipazione alle esercitazioni è pari a 2/3 delle ore per gli studenti non lavoratori e al 50% per gli studenti lavoratori.
Non-attending students info

The attendance requirement for participation in the exercises is 2/3 of the hours for non-working students and 50% for working students.
Modalità d'esame

Lo studente verrà valutato sulla sua dimostrata capacità di discutere i contenuti del corso utilizzando la terminologia appropriata.

Esame finale scritto/orale.

Inoltre è richiesta la presentazione di una relazione sugli argomenti svolti durante le esercitazioni.
Assessment methods

The student will be assessed on his/her ability to discuss the course contents using the appropriate terminology.

Final written/oral exam.

Furthermore, the presentation of a report on the topics covered during the exercises is required.
Updated: 26/09/2022 12:50