Il Corso non prevede propedeuticità. Tuttavia, ai fini di un più proficuo apprendimento di alcuni contenuti del corso sono necessarie le conoscenze di base acquisite nel corso di studio di I livello, in particolare nell’ambito della Biochimica.

Fornire una ampia conoscenza delle potenzialità applicative della Biochimica in campo biotecnologico e biomedico, per la soluzione di problemi di interesse analitico-diagnostico di importanti aspetti relativi all’espressione genica e alla sua regolazione.

Lezioni Frontali, Modulo di Biotecnologie Biochimiche (6 CFU).

Il conseguimento dei crediti attribuiti all’insegnamento è ottenuto mediante una prova orale, in cui si valutano i risultati di apprendimento complessivamente acquisiti dallo studente nei moduli di Biotecnologie Biochimiche (6 CFU) e di Biotecnologie Biomolecolari (6 CFU).

La votazione finale è espressa in trentesimi, con eventuale lode. Nell’attribuzione del punteggio finale si terrà conto: del livello di conoscenze teoriche acquisite (50%); della capacità di applicare le conoscenze acquisite (30%); dell’autonomia di giudizio (10%); delle abilità comunicative (10%)

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Processi biotecnologici. Definizione di processo biotecnologico: processi a monte, biotrasformazioni, processi a valle. Sistemi biologici nella biotecnologia molecolare: cellule procariotiche ed eucariotiche. Batteri e Lieviti. Principi di crescita microbica: fermentazioni. Ottimizzazione dell’efficienza del processo fermentativo. Colture batch e colture continue. Bioreattori. Fermentazione in due stadi mediante reattore a salita d’aria in tandem. Materie prime utilizzate nella fermentazione. Raccolta delle cellule microbiche: centrifugazione e filtrazione. Lisi delle cellule microbiche: metodi chimici, enzimatici e fisici. Isolamento delle proteine.

Produzione di proteine ricombinanti in cellule procariotiche ed eucariotiche. Sistemi di espressione: E. coli, S. cerevisiae, S. frugiperda. Proteine di fusione e loro impiego. Espressione e rinaturazione di proteine ricombinanti solubili e di membrana: caratterizzazione strutturale e funzionale.

Applicazioni delle biotecnologie innovative. Prodotti e tecniche per la diagnosi e la terapia. Diagnostica molecolare. Sintesi di enzimi e amminoacidi (acido glutammico, lisina, triptofano). Produzione di antisieri policlonali e anticorpi monoclonali. Produzione industriale di prodotti per la pelle: produzione di acido ialuronico e di collagene.

Proteomica. Introduzione alla proteomica strutturale, funzionale e alla farmacoproteomica. Studio di proteomi, metabolomi e interactomi nell’individuazione di biomarker applicabili in campo biomedico, diagnostico e farmaceutico. Metodologie per la preparazione di campioni biologici e separazione di proteine e peptidi mediante elettroforesi bidimensionale e utilizzo di sistemi di microfluidica HPLC e FPLC. Identificazione, analisi strutturale e funzionale di proteine e peptidi basata su frammentazione e analisi in spettrometria di massa MALDI-TOF, ESI-MS/MS e indagini bioinformatiche.

Glick: “Biotecnologia Molecolare” (Ed. Zanichelli)

Watson: “Dna ricombinante” (Ed. Zanichelli)

Poli: “Biotecnologie” Principi ed Applicazioni dell’Ingegneria Genetica

Alberghina: “Biotecnologia e Bioindustria” (Ed. UTET)

Appunti di lezione