Programma di Biologia Molecolare E Metodologie Bioinformatiche E Chimiche:
Biologia Molecolare: Il programma dell’insegnamento comprende i seguenti argomenti
suddivisi in due gruppi principali: (1) Tecniche di Biologia Molecolare: cenni di Biologia
Molecolare e richiami di tecniche di base. Principi di base della PCR, RT-PCR e le sue
applicazioni, tecniche di clonaggio, tecniche di trasfezione. Tecniche per lo studio di un
promotore. Trascrittomica (RNA-seq , single cell RNA-seq, spatial transcriptomics) e tecniche
per lo studio delle modificazioni epigenetiche (ChIP-seq, sequenziamento bisolfito, DNAseseq/ATAC-seq). Silenziamento genico. Editing del DNA. Generazione di animali transgenici.
(2) Meccanismi molecolari dei processi biologici: Terapia genica e sue applicazioni. Struttura
della cromatina e modificazioni epigenetiche. Gli RNA non codificanti. La famiglia genica di
p53. Meccanismi di morte cellulare programmata (apoptosi, necroptosi, ferroptosi). Meccanismi
molecolari alla base della senescenza e del differenziamento cellulare. Cellule staminali ed
utilizzi terapeutici.
BIOINFORMATICA
Fondamenti di informatica. Banche dati di acidi nucleici, proteine, letteratura. Metodi esaustivi
e euristici di allineamento tra sequenze e ricerca di sequenze in banche dati. Fondamenti di
Genomica. Tecniche di sequenziamento dei genomi (Sanger, NGS, tecnologie di
sequenziamento di terza generazione). Analisi della qualità dei dati di sequenziamento.
Assemblaggio di genomi: algoritmi Overlap-Layout-Consensus e Grafo di De Bruijn.
Trascrittomica. Metagenomica.
SPETTROSCOPIA DI MOLECOLE BIOLOGICHE
Richiami generali di spettroscopia. La radiazione elettromagnetica. Velocità di propagazione,
lunghezza d’onda, frequenza ed energia della radiazione. Quantizzazione dell’energia: fotoni e
livelli energetici. Lo spettro elettromagnetico ed i gradi di libertà elettronici, vibrazionali e
rotazionali. Richiami di spettroscopia di assorbimento. La legge di Lambert-Beer. Scelta delle
condizioni sperimentali. Cromofori di interesse biologico. Solvatocromismo ed ipocromismo.
Dicroismo circolare (CD). Luce Polarizzata circolarmente. Chiralità. Fenomeno del dicroismocondizioni sperimentali. Dicroismo circolare e conformazioni di biopolimeri. Determinazione
della struttura secondaria di proteine. CD di acidi nucleici. CD indotto. Spettroscopia IR
(accenni).
Spettroscopia di fluorescenza. Il fenomeno della luminescenza. Distinzione tra fluorescenza e
fosforescenza. Diagramma di Jablonski. Tempo di vita di fluorescenza. Fluorofori. Schema di
un fluorimetro. Intensità di emissione. Resa quantica. Il fenomeno del filtro interno. Sensibilità
della fluorescenza. Spettri di emissione. Rilassamento del solvente. Spettri di eccitazione.
Soppressione della fluorescenza. FRET. Teoria. Efficienza di trasferimento. Applicazioni: GFP
e altri metodi di marcatura delle proteine. Anisotropia di fluorescenza. Fotoselezione. Dinamica
CHIMICA ANALITICA
Cifre significative, accuratezza, precisione ed esattezza di un’analisi, Test Q, Test F.
Concentrazione di soluzioni: Concetto di Molarità, Normalità, numero di equivalenti. Equilibri
acido-base, di precipitazione, di complessazione, di ossido-riduzione, e relative titolazioni.
Misure elettrochimiche: potenziometria. Misura pratica del pH. Elettrodi ioni selettivi.
Amperometria: Elettrodo ad Ossigeno
(Clark) ed elettrodo ad acqua ossigenata, principi di funzionamento. Biosensori, definizione ed
esempi, immobilizzazione di enzimi. Biosensori enzimatici, immunosensori, sensori a DNA.
Applicazioni dei
biosensori nel settore biomedicale.
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