Fondamenti di Bioinformatica e di Biologia di sistemi (c.i. 18 CFU)
Modulo 1: Bioinformatica e Biostatistica (3+3*)
Modulo 2: Genomica funzionale e strutturale (3+3*)
Modulo 3. Proteomica e Metabolomica
(3+3*cfu – 21 ore lezione frontale, 36 ore di attività sperimentale )
Proff. Carla Emiliani – Sandra Buratta
Dipartimento di Chimica, Biologia e
Biotecnologie
Via del Giochetto, edificio B, 3° piano
E-mail: [email protected]
[email protected]
ORGANIZZAZIONE DEL CORSO:
 Struttura-funzione delle proteine, modifiche post-traduzionali…….
Strategie per la purificazione delle proteine: Tecniche preparative
e tecniche analitiche, Procedure basate sulla solubilità differenziale
di proteine: salting out, precipitazione con solventi organici,
precipitazione isoelettrica, Dialisi.
Metodi di separazione cromatografici: gel permeazione,
cromatografia di interazione idrofobica, cromatografia in fase
inversa, cromatografia a scambio ionico, cromatografia di affinità.
Introduzione alle scienze “omiche”; Elettroforesi bidimensionale:
focalizzazione isoelettrica SDS-PAGE, colorazioni immunoblotting.
Metodi di "colorazione" delle proteine separate su gel di
poliacrilammide. Quantificazione delle proteine separate mediante
elettroforesi su gel. Uso di software specifici per la comparazione
dei livelli di espressione di proteine separate mediante elettroforesi
bidimensionale e valutazione della significatività statistica dei
risultati
Introduzione allo studio del proteoma (proteomica di espressione e
funzionale, strategie di analisi proteomica); Tecniche proteo miche basate
su gel: Elettroforesi bidimensionale 2D-IPG (dalla preparazione del
campione all’analisi della mappa bidimensionale); metodi per
l’identificazione di proteine da mappe proteomiche (tecniche di
spettrometria di massa: MALDI-TOF e ESI-LC-MS/MS); Brevi cenni su
approcci shogun (LC-MS/MS; MudPIT; SELDI-TOF; ICAT)
Alcune applicazioni dell’analisi proteomica
Metodi di separazione cromatografici: cromatografia ad esclusione
molecolare, cromatografia di interazione idrofobica, cromatografia in fase
inversa, cromatografia a scambio ionico, cromatografia di affinità, HPLC e
GC
 Principi di analisi metabolomica
Esempi di impiegi degli enzimi in campo industriale
ESERCITAZIONI PRATICHE IN LABORATORIO:
Dalla teoria alla pratica: Applicazione pratica di un protocollo di
purificazione di una proteina
TESTI CONSIGLIATI
 K Wilson and J.Wolker
Biochimica e Biologia Molecolare Principi e Tecniche
6a Ed. Raffaello Cortina Editore
 Materiale fornito dal docente
Modalita’ di esame
Prova scritta - obbligatoria:
 date previste dal calendario presente in rete
 varie domande a risposta multipla e/o aperte sugli
argomenti del programma
La prova è superata se lo studente ottiene almeno una
votazione minima di 18/30
Prova orale - facoltativa
 si può sostenere solo se si è superata la prova scritta
 viene stabilita la data il giorno della prova scritta
Campi di applicazione:
• Red biotechnology:
settore applicato ai processi biomedici e
farmaceutici
• Green biotechnology:
settore applicato ai processi agro-alimentari
• White biotechnology (o grey biotechnology):
branca che si occupa dei processi di interesse
industriale
• Le cellule contengono essenzialmente gli stessi tipi di
molecole
• Le molecole biologiche maggiormente usate nelle
biotecnologie sono il DNA e le proteine
LE BIOTECNOLOGIE………
Sono caratterizzate dal cambiamento mirato di attività di
organismi ottenuto modificandone il patrimonio genetico
Tecnologie del DNA ricombinante
insieme delle tecniche che consentono di modificare in
modo stabile e mirato il patrimonio genetico di un
organismo
Ingegneria genetica
insieme delle tecniche che permettono di isolare e/o
modificare dei geni (porzioni di DNA che codificano una
proteina) e trasferirli nel genoma di altre cellule
controllandone l’incorporazione e l’espressione
fenotipi
ENZIMI e BIOCATALISI
La biocatalisi si sta sempre più diffondendo nei settori della chimica
fine, farmaceutica ed agroalimentare a causa della sua elevata
efficienza e selettività coniugata ad un basso impatto ambientale
BIOCATALISI
Bioproduzione di idrogeno
Farmacologia e Medicina:
• Prodotti terapeutici: farmaci
• Prodotti e tecniche per la
diagnosi molecolare e la terapia
di malattie infettive, neoplastiche
e genetiche
• Terapia genica e terapia cellulare
(es. uso di cellule staminali
umane) per la cura delle malattie
• Vaccini
• Cellule staminali