Biotecnologie molecolari

Università degli Studi di Pisa
A Pisa

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  • Laurea
  • Pisa
Descrizione

Sono ammessi al corso di Laurea Magistrale in Biotecnologie Molecolari gli studenti in possesso di una laurea di 1° livello in Biotecnologie o titolo equipollente ed idoneo conseguito in Italia o all’estero. Per l’accesso dei laureati in altre classi di laurea è richiesto il possesso di requisiti curriculari corrispondenti a 90 Cfu nei SSD riconducibili ai settori di base ed ai settori caratterizzanti (discipline biotecnologiche comuni e con finalità specifiche: biologiche ed industriali) indicati nella tabella della classe L–2. Per tutti gli studenti si prevede, inoltre, una prova di accesso per la valutazione della preparazione iniziale.
La Laurea magistrale in Biotecnologie Molecolari ha l’obbiettivo di formare laureati specialisti esperti in attività professionali soprattutto nel campo della ricerca scientifica acquisendo familiarità con il metodo scientifico sperimentale e la capacità di operare in modo autonomo e di assumere responsabilità di progetti e strutture. Ciò verrà ottenuto tramite l’acquisizione di metodiche in diversi campi di applicazione delle biotecnologie con particolare riferimento a piattaforme biotecnologiche specifiche, quali il clonaggio molecolare e la modificazione genica, varie tipologie di high-throughput screening, l’analisi di proteine (naturali e ricombinanti) e la proteomica, tecniche di PCR qualitativa e quantitativa, ingegneria genetica e proteica, studio ed utilizzo di cellule di animali modello e transgenici, bioinfiormatica, modellistica molecolare, sintesi di molecole organiche bioattive, validazione della biocompatibilità di materiali. Formano ambito di interesse nelle Biotecnologie Molecolari lo sviluppo di metodiche biotecnologiche in neuroscienze di biomonitoraggio e biorisanamento ambientale, e la tossicologie  e la mutagenesi. Il percorso formativo si basa...

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Pisa
Lungarno Antonio Pacinotti, 43 , 56122, Pisa, Italia
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Programma

  • Biotecnologie microbiche (6 cfu)

    • Verranno studiate le tecniche disponibili per studi di genomica, metagenomica e proteomica dei microrganismi, nonché le metodiche oggi utilizzate per la diagnostica molecolare e genotipizzazione dei microrganismi. Seguirà una analisi delle nuove strategie per la vaccinazione, per l'allestimento di sistemi di scale up, e per la sintesi di agenti biomedicali, prodotti alimentari, biopesticidi. Infine, verranno studiati i determinanti di virulenza e patogenicità di microrganismi ritenuti potenziali agenti bioterroristici/ecoterroristici.
  • Scienza dei biomateriali (6 cfu)

    • Lo studente acquisirà i concetti di base della chimica dei biomateriali polimerici e dei meccanismi di polimerizzazione, di biofunzionalizzazione e degradazione. Apprenderà inoltre le principali tecniche di caratterizzazione chimico-fisica e biologica di polimeri per applicazioni biomediche, e le principali metodologie per la preparazione di sistemi micro/nanostrutturati per applicazioni di ingegneria tissutale e rilascio controllato e mirato di farmaci/principi bioattivi. Verranno discusse tecniche avanzate di microscopia a fluorescenza, elettronica e a sonda per lo studio dell’interazione cellula-biomateriale. Infine verranno presentati i meccanismi molecolari coinvolti nell’interazione cellula-biomatriale (es. signalling delle integrine, dinamica dei filopodia, lamellipodia e delle placche di adesione focale, rimodellamento del citoscheletro).
  • Biostatistica (6 cfu)

    • Introduzione alla statistica descrittiva; cenni sulla teoria delle probabilita’; statistica inferenziale: le principali distribuzioni di probabilita’ e stima dei parametri; distribuzioni campionarie; test di ipotesi, errori di I e II specie; inferenza sulle medie, sulle proporzioni; analisi della varianza ad uno e due criteri, e concetto di interazione, regressione e correlazione lineare semplice; cenni di statistica non parametrica. Cenni sui principale studi e misure epidemiologiche
      Obiettivi formativi Fornire gli strumenti per impostare un appropriato disegno dell'esperimento, per gestire in modo adeguato i risultati ottenuti, per verificare le ipotesi di partenza

  • Biochimica Applicata (6 cfu)

    • Il corso si propone di introdurre lo studente nel campo delle applicazioni a livello biotecnologico di attuali conoscenze biochimiche. Verranno prese in considerazione le basi della modulazione della biosintesi di metaboliti primari e secondari di rilevanza applicativa; verrà affrontato l’utilizzo di biocatalizzatori nell'industria chimica e farmaceutica nonché in campo bioanalitico. Verranno presi in esame la strutturazione ed il funzionamento di sensori enzimatici. Verranno inoltre prese in esame: le modificazione delle caratteristiche strutturali e funzionali di proteine mediante mutagenesi sito-specifica; gli chaperone molecolari nella stabilizzazione strutturale e nel controllo della funzione di biomolecole; i fondamenti biochimici del “drug discovery” e del "drug delivery".
  • Fisiologia Vegetale Molecolare e Piante Transgeniche (6 cfu)

    • Il corso ha come scopo la comprensione dei meccanismi molecolari che sottendono alla risposta della cellula vegetale a stimoli endogeni ed esogeni. In particolare verranno discussi il metabolismo e le via di segnalazione delle principali molecole ad attività ormonale. Successivamente verranno descritti i processi regolativi legati allo sviluppo delle piante con particolare attenzione ai meccanismi di comunicazione cellula-cellula e ambiente-cellula che determinano l'embriogenesi, l'identità e la differenziazione di radici, foglie e fiori. Infine verranno presentatigli aspetti molecolari della risposta delle piante a stress ambientali. Verranno inoltre illustrate le principali tecniche di trasformazione delle piante e le principali applicazioni in agricoltura delle piante transgeniche.
  • Animali modello e organismi transgenici (6 cfu)

    • Lo studente avrà una visione generale degli organismi modello più comunemente impiegati nei laboratori per la ricerca di base ed applicata. Apprenderà i principi, le conoscenze di base e le strategie molecolari alla base della transgenesi convenzionale e binaria per la modificazione del genoma di animali sia da laboratorio che da allevamento. Attraverso attività di laboratori teorico/pratici apprenderà l’uso della strumentazione e le metodologie impiegate per la transgenesi nel topo.
  • Biologia Molecolare Avanzata (6 cfu)

    • Aspetti rilevanti delle biotecnologie genetiche nella ricerca bio-medica e in processi di interesse applicativo della biologia animale e vegetale. Analisi dei profili di espressione di interi genomi. Principi e metodologie di base per studi su larga scala del trascrittoma e del proteoma. Mappe di interazioni proteiche. Selezione da repertori molecolari (genoteche di espressione e di esposizione). Spettrometria di massa applicata alla purificazione di complessi proteici. Nuove soluzioni dal campo delle bio-nanotecnologie. Impatto biotecnologico. Attività di laboratorio inerente a: creazioni di lieviti transgenici per lo studio della interazione tra proteine, silenziamento genico tramite interferenza a RNA, DNA fingerprinting per la caratterizzazione genotipica individuale, la tracciabilità genetica delle specie, il rilevamento di inquinanti ambientali e disruptori endrocrini.
  • Tossicologia e mutagenesi (3 cfu)

    • Il corso ha lo scopo di fornire una panoramica sui vari aspetti connessi alla Tossicologia generale (studi di tossicità a breve e lungo termine) e speciale (Mutagenesi, Cancerogenesi e Teratogenesi).
      Si intendono affrontare i principali aspetti della Tossicologia generale e speciale e i meccanismi attraverso cui si manifesta la tossicità. sia negli organismi animali, i principali saggi sviluppati i (mammiferi e altri vertebrati) e, in alternativa. Saranno discussi anche i loro possibili impieghi nel campo delle biotecnologie con particolare riferimento all’impatto sulla salute umana e sull’ambiente. Di seguito gli argomenti principali trattati.
      Introduzione al corso. La tossicologia come scienza della sperimentazione animale: finalità e campi di applicazione. Metodiche di tossicologia alternativa (uso di sistemi cellulari in vitro, ex vivo o di organismi invertebrati ). La risposta tossicologica e i fattori che la influenzano: tossicocinetica e tossicodinamica come “modulatori” della risposta tossicologica. Cenni di tossicologia farmacologica. Principali descrittori della tossicologia per la valutazione della tossicità (generale e speciale) e per l’estrapolazione del rischio tossicologico per l’uomo e l’ambiente. Breve ricapitolazione dei principali aspetti inerenti la mutagenesi, cancerogenesi e teratogenesi.


  • Neuroscienze avanzate (3 cfu)

    • Il corso si prefigge di fornire agli studenti le conoscenze relative all’uso di biotecnologie nella ricerca applicata al campo delle neuroscienze. Verranno impartiti principi di fisiologia del Sistema Nervoso Centrale, di Neurobiologia, di Neurofisiologia. Attività ligando-recettore dei neurotrasmettitori e meccanismi di trasduzione del segnale a livello di membrana. Tecniche cellulari di interesse neurobiologico. Tecniche biomolecolari applicate alle Neuroscienze: real-time RT-PCR, differential display analysis, uso di microarray, RNA interference. Uso di radiotraccianti nelle Neuroscienze. Uso di modelli animali nello studio delle malattie neurodegenerative. Biotecnologie per lo sviluppo di farmaci e di sostanze di interesse per le Neuroscienze.
  • Genomica Avanzata (6 cfu)

    • Il corso si propone di fornire conoscenze di base sulla struttura, la funzione e l’evoluzione dei genomi di procarioti e di eucarioti. Saranno considerate le diverse metodiche utilizzate per lo studio dei genomi e sarà discusso come l’adozione di approcci genomici hanno cambiato il modo di affrontare le problematiche biologiche.
      Il corso inoltre prevede di introdurre gli studenti all’utilizzo e alla comprensione degli strumenti bioinformatici necessari alla gestione e all’analisi dei dati provenienti da esperimenti di sequenziamento. Accanto alla presentazione delle tecniche e degli algoritmi sottostanti saranno proposte attività pratiche su dati reali relativi a genomi batterici, animali e vegetali.

  • Modellistica molecolare di biomolecole (6 cfu)

    • L'insegnamento si propone di introdurre lo studente alla modellistica molecolare di base, fornendo al contempo una panoramica delle applicazioni della disciplina allo studio di biomolecole e alla risoluzione di problemi di interesse chimico-biologico in vista di applicazioni biotecnologiche. Apprenderà le principali tecniche computazionali utili per l'analisi conformazionale di piccole e grandi molecole. Tramite esercitazioni con comuni software di calcolo molecolare e di visualizzazione grafica lo studente imparerà a svolgere simulazioni sulle proprietà spettroscopiche, chimiche ed ottiche di singole molecole.
  • Scelta libera dello studente (12 cfu)

    • Le attività formative a scelta dello studente debbono essere approvate dal Consiglio di Corso di Studio, previo parere della Commissione Didattica. Le attività formative elencate nel gruppo "Attività consigliate per la libera scelta" non richiedono l'approvazione dei due organi sopramenzionati.
  • 48 cfu a scelta nel gruppo Gruppo

    • Tesi di Laurea Magistrale
    • Tesi di Laurea Magistrale A (48 cfu)

    • Tesi di laurea magistrale B (48 cfu)


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