503205 - GENETICA E BIOTECNOLOGIE MICROBICHE

insegnamento

ID:

503205

Durata (ore):

48

CFU:

SSD:

GENETICA

Anno:

2026

Periodo di attività

Primo Semestre (23/09/2026 - 14/01/2027)

Obiettivi Formativi

Il corso di Genetica e Biotecnologie Microbiche mira a fornire agli studenti conoscenze avanzate di genetica microbica e delle principali applicazioni biotecnologiche che ne derivano. Al termine del corso, lo studente dovrà: Conoscere l’organizzazione del genoma microbico (cromosomi e plasmidi), i meccanismi di scambio genetico tra batteri e i principali sistemi di regolazione dell’espressione genica.
Comprendere gli strumenti genetici e molecolari utilizzati per l’ingegneria di ospiti microbici finalizzata alla produzione di molecole di interesse industriale.
Applicare tali conoscenze ai processi industriali di produzione di proteine e composti in microrganismi procarioti ed eucarioti.
Analizzare criticamente articoli scientifici e brevetti, comunicare i risultati in modo efficace e aggiornarsi autonomamente sulle innovazioni del settore biotecnologico
Queste competenze consentiranno allo studente di operare con autonomia e responsabilità in contesti di ricerca e sviluppo, nonché all’interno di aziende biotecnologiche.

Prerequisiti

Per poter comprendere gli argomenti trattati, gli studenti devono avere buone basi di Genetica, Biologia Molecolare e Microbiologia generale, come usualmente acquisite nel corso di una Laurea Triennale in Biologia o Biotecnologie. In particolare, si richiede la conoscenza della struttura, replicazione e ricombinazione del DNA; struttura e funzioni della cellula batterica e organizzazione del materiale genetico nei procarioti; le mutazioni come strumento per l’analisi genetica; trascrizione (RNA polimerasi procariotica, promotori e terminatori) e traduzione; aspetti generali della regolazione dell’espressione genica nei procarioti; tecniche di base della biologia molecolare (PCR, clonaggio del DNA, elettroforesi).

Metodi didattici

Il corso si articola in lezioni frontali supportate da presentazioni che saranno rese disponibili agli studenti sulla piattaforma Kiro. Oltre ai testi di riferimento, l'apprendimento e l'aggiornamento sui temi trattati saranno integrati dall'analisi di articoli scientifici, review e brevetti. È inoltre previsto un seminario di approfondimento tenuto da un esperto di alto profilo sul tema della brevettabilità delle innovazioni biotecnologiche nel contesto europeo.

Verifica Apprendimento

L’esame si svolge in forma orale ed è articolato in due parti:
1) Presentazione di un articolo scientifico: Lo studente dovrà esporre un articolo di ricerca originale (sono escluse review e case study), scelto autonomamente ma inerente ai temi del corso. L'articolo deve essere sottoposto all'approvazione dei docenti con almeno 15 giorni di anticipo rispetto all'appello. La presentazione, della durata massima di 20 minuti, dovrà essere supportata da diapositive (PowerPoint) e mirerà a valutare la capacità di analisi critica, comprensione e sintesi del candidato.
2) Colloquio orale: Fanno parte del colloquio sia le domande di approfondimento sulla presentazione svolta, sia la discussione sugli argomenti trattati durante le lezioni frontali, per accertare il livello di assimilazione dei contenuti del corso.

Criteri di valutazione:
La valutazione finale, espressa in trentesimi, terrà conto in modo equo di entrambe le prove e si baserà su:
A) Capacità di analisi critica di un lavoro scientifico originale;
B) Acquisizione dei concetti fondamentali della genetica batterica per applicazioni biotecnologiche;
C) Proprietà di linguaggio e rigore nell'uso del lessico scientifico.

Testi

Henkin T. M., Peters E. Snyder and Champness Molecular Genetics of Bacteria, 5th Edition. 2020. ASM Press, Washington. ISBN: 978-1-555-81975-0
Brown T. A. Biotecnologie molecolari, Principi e tecniche, terza edizione italiana condotta sull'ottava edizione inglese. 2022. Zanichelli, Bologna. ISBN: 9788808320964
Dehò G., Galli E. Biologia dei microrganismi Terza edizione. 2018. Casa Editrice Ambrosiana, Milano. ISBN: 9788808186232

Tutti i testi sono consultabili liberamente, anche online, attraverso il Sistema Bibliotecario di Ateneo.

Il materiale proiettato dal docente sarà reso disponibile sulla piattaforma Kiro http://elearning2.unipv.it/bio/ secondo le modalità stabilite dall'Ateneo

Contenuti

Origine della vita. Il Microbiota. Origine della genetica batterica: origine ed eredità delle mutazioni. I cromosomi batterici: struttura, replicazione, segregazione. Plasmidi e loro proprietà. Vettori di clonaggio per cellule batteriche ed eucariotiche. Regolazione dell’espressione genica nei batteri e sua analisi globale: operoni e reguloni. Trasferimento genico orizzontale nei batteri: trasformazione, coniugazione, trasduzione (generalizzata e specializzata). I batteriofagi: ciclo litico e lisogenia. Il paradigma del fago Lambda. Conversione lisogenica e lisogenia attiva. Sistemi di difesa batterici dall'infezione fagica e risposte virali. Il sistema CRISPR Cas e nuove tecniche di genome editing. Produzione di proteine ricombinanti in cellule procariotiche: i batteri del genere Bacillus. Il differenziamento di diversi tipi cellulari in Bacillus subtilis: sistemi di phosphorelay, sporulazione, competenza e motilità. La stringent response. Strumenti genetici per la costruzione di ceppi produttori. Ottimizzazione della produzione in Bacillus: miglioramento della secrezione di proteine ed enzimi di interesse industriale, mutagenesi casuale o disegnata sulla base di analisi genomiche, proteomiche o di studi single cells. Produzione di proteine ricombinanti in cellule eucariotiche. Produzione di proteine per fermentazione . Ingegneria delle vie metaboliche. Brevetti e brevettabilità.

Lingua Insegnamento

Italiano

Altre informazioni

Per le tipologie di studenti individuate dal progetto per la didattica innovativa, i cui principali aspetti sono pubblicati sul portale di Ateneo, saranno previste modalità didattiche inclusive stabilite ad hoc in base alle esigenze di ciascuno studente che ne avesse necessità.