Vai al contenuto principale
Oggetto:
Oggetto:

Biologia molecolare e biodiversià genetica vegetale

Oggetto:

MOLECULAR BIOLOGY AND PLANT GENETIC BIODIVERSITY

Oggetto:

Anno accademico 2020/2021

Codice attività didattica
SAF0098
Docenti
Prof. Alberto Acquadro (Affidamento interno)
Prof. Lorenzo Barchi (Affidamento interno)
Corso di studio
[001717-101] SCIENZE E TECNOLOGIE AGRARIE - curr. Agrobiotecnologie
Anno
2° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
B - Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
AGR/07 - genetica agraria
Erogazione
Online
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto
Prerequisiti
Nessuno / None
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi


I contenuti dell'insegnamento rientrano nell'area delle produzioni vegetali. L'insegnamento si propone di: (i) fornire conoscenze di biologia molecolare, fornire le competenze per l'utilizzo e l'applicazione di software per la costruzione di dendrogrammi di similarità, l'analisi della variabilità genetica e la valutazione della struttura genetica delle popolazioni; (ii) fornire gli strumenti conoscitivi per operare nel settore della collezione, valutazione e salvaguardia delle risorse genetiche vegetali.

The class focuses on subject that are configured in the learning context of plant production Aim of the course is to illustrate the main aspects of molecular  biology, the evaluation and conservation of genetic variability and the main aspect of the utilization of the plant biodiversity. Moreover, softwares for similarity dendrogram construction of for evaluation of the genetic structure of the populations will be described and applied.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi


Conoscenze e capacità di comprensione
- Conoscere la struttura delle macromolecole e del genoma
- Conoscere i meccanismi e la regolazione dell'espressione genica
- Conoscere le principali tecniche di biologia molecolare
- Conoscere i marcatori molecolari e il loro potenziale utilizzo
- Conoscere le risorse genetiche e il loro ruolo nel miglioramento genetico
- Conoscere i concetti di origine ed evoluzione delle specie coltivate
- Sensibilizzare nei confronti dei problemi della biologia molecolare e della conservazione della biodiversità vegetale, con particolare riferimento alle specie di interesse agrario.

Capacità di applicare conoscenze e comprensione
Alla fine dell'insegnamento gli studenti saranno in grado di:
- Utilizzare banche dati: consultazione, download sequenze DNA da database dedicati (GenBank su NCBI), - Utilizzare di software per il disegno di primer specifici (per analisi PCR)
- Utilizzare portali e siti web inerenti alla conservazione del germoplasma (i.e: USDA, GRIN, ESCOnet)
- Consultare database di letteratura scientifica per scaricare articoli (PubMed su NCBI; Web of Science di ISI-Thompson)
- Eseguire semplici operazioni e attività in laboratorio: sono previste 20 ore di esercitazioni in laboratorio durante le quali gli studenti processeranno un campione a testa)

Autonomia di giudizio
Alla fine dell'insegnamento gli studenti saranno in grado avere un approccio critico alla materia, in particolare per quanto riguarda gli aspetti legati alla valutazione, alla gestione ed allo sfruttamento della variabilità genetica.

Abilità comunicative
Lo svolgimento dell'insegnamento consentirà inoltre di acquisire o migliorare alcune abilità nel ambito dei seguenti campi:
- Lingua inglese: lettura di un articolo scientifico e la successiva esposizione in aula
- Attività seminariali: gli studenti analizzeranno un articolo scientifico (in inglese) e lo esporranno oralmente (con l'ausilio del software Power Point)


 

Knowledge and understanding
- Knowing the structure of macromolecules and genome
- Know the mechanisms and regulation of gene expression
- Know the main techniques of molecular biology
- Knowing molecular markers and their potential use
- Knowing genetic resources and their role in genetic improvement
- Knowing the concepts of origin and evolution of cultivated species
- Raise awareness of the problems of molecular biology and conservation of plant biodiversity, with particular reference to species of agricultural interest.

Applying knowledge and understanding
At the end of teaching students will be able to:
- Use databases: consultation, download DNA sequences from dedicated databases (GenBank on NCBI), - - Use software for designing specific primers (for PCR analysis)
- Use portals and websites related to germplasm conservation (i.e.: USDA, GRIN, ESCOnet)
- Consult scientific literature databases to download articles (PubMed on NCBI; Web of Science by ISI-Thompson)
- Perform simple operations and activities in the laboratory: 20 hours of laboratory exercises are planned during which students will process a sample each)

Making judgements
At the end of the teaching, students will be able to have a critical approach to the subject, particularly with regard to aspects related to the evaluation, management and exploitation of genetic variability.


Communication skills
Teaching will also allow you to acquire or improve certain skills in the following fields:
- English language: reading a scientific article and the subsequent exhibition in the classroom
- Seminar activities: students will analyse a scientific article (in English) and present it orally (using the Power Point software).

Oggetto:

Programma


1) Biologia molecolare
- Struttura delle macromolecole (DNA, RNA e proteine) 
- Genoma: Struttura, cromatina, e il nucleosoma la replicazione del DNA (procarioti ed eucarioti)
- Mutazione e riparazione del DNA
- Espressione genica: meccanismi di trascrizione, splicing dell'RNA, traduzione e codice genetico,  l'origine e la prima evoluzione della Vita
- Regolazione genica: la regolazione trascrizionale nei procarioti e negli eucarioti, RNA regolatori, la regolazione genica nello sviluppo e nell'evoluzione
- Organismi modello in biologia molecolare
- Tecniche di biologia molecolare, cenni di analisi genomica e metodi per l'analisi dell'espressione a livello genomico (trascrittomica e proteomica).

2) Biodiversità genetica vegetale
- Marcatori molecolari e loro applicazione per la caratterizzazione di germoplasma e fingerprinting varietale.
- Richiami sui principali database e formati di sequenza; recupero di sequenze da un database primario (GeneBank). Disegno di primer (con Primer3); progettazione in silico di marcatori microsatellite e SNP (BatchPrimer3).
- Caratterizzazione di germoplasma, analisi filogenetiche e fingerprinting varietale (Area delle produzioni vegetali).
- Origine ed evoluzione delle specie coltivate (Area delle produzioni vegetali).
- Biodiversita' genetica vegetale (Area delle produzioni vegetali).
- Caratterizzazione della variabilità e della struttura genetica delle popolazioni (Area delle produzioni vegetali).


1) Molecular biology
- Structure of macromolecules (DNA, RNA and proteins)   
- Genome structure, chromatin, and nucleosome 
- DNA replication (prokaryotes and eukaryotes) 
- Mutation and DNA repair 
- Gene expression; transcription Mechanisms, RNA splicing, translation, the genetic code, the origin and the first evolution of Life.
- Gene regulation: transcriptional regulation in prokaryotes and eukaryotes, RNA regulators, gene regulation in development and evolution, model organisms in molecular biology.
- Molecular biology techniques and overview of the methods for the analysis of expression at the genomic level (transcriptomics and proteomics)

2) Plant Biodiversity part
- Molecular markers and their application for germplasm characterization and varietal fingerprinting.
- Outlines on the main database and sequence formats; recovery of sequences from a primary database (GeneBank). 
- Primer design (with Primer3); 
- In silico design of microsatellite markers and SNPs (BatchPrimer3).
- Germplasm characterization, phylogenetic analyses and varietal fingerprinting.
- Origin and evolution of the cultivated species. 
- Plant Biodiversity
- Estimation of genetic variation and population structure. 

Oggetto:

Modalità di insegnamento


L'insegnamento consiste di 40 ore di lezione frontale, 20 ore dedicate a attività di laboratorio e 20 ore dedicate a attività in aula informatica. Per le lezioni frontali il docente si avvale di presentazioni e slide che sono  a disposizione degli studenti. 

Fino a che sarà sospesa la didattica in presenza, L'insegnamento verrà erogato con forme di didatica alternativa, mediante video lezioni (in mp4) e presentazioni (in pdf). Tutto il materiale si trova nella pagina Moodle dell'insegnamento.



The course consists of 40 hours of lectures 20 hours devoted to bioinformatics activities nd 20 hours devoted to laboratory work. For lectures the teacher makes use of presentations and slides that are available to students.

As long as in-presence teaching is suspended, the course will be provided with alternative teaching forms, through video lessons (in mp4) and presentations (in pdf). All the material can be found on the Moodle page of the course.

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

- All'inizio di ogni lezione il docente stimolerà la discussione con gli studenti sugli argomenti trattati nelle lezioni precedenti con il fine di chiarire eventuali dubbi e verificare lo stato di apprendimento della classe.
- Analisi critica di un articolo scientifico ed esposizione orale (lavoro di gruppo).

 

Esame finale
L'esame finale sarà scritto, si svolgerà sulla piattaforma didattica Moodle e permetterà di valutare le conoscenze generali e specifiche acquisite durante l'insegnamento e le competenze sviluppate in merito alle analisi genetiche eseguite al PC (programmi/database).

La prova avrà le seguenti caratteristiche:
- la durata dell'esame sarà di 30 minuti  
- la prova sarà composta da 31 domande
- le domande saranno della tipologia "a risposta chiusa" (e.g.: domande a risposta multipla, cloze, numeriche)  o "a risposta aperta breve"
- ogni domanda varrà 1 punto, per un totale di 31 punti
- Le risposte errate non comporteranno nessuna penalizzazione di punteggio.


Esame finale per studenti AA 19-20 e precedenti (importante)

Guardare le modalità nella pagina dell'insegnamento dell'A.A. 19-20


In caso di emergenza sanitaria (COVID)

- L'esame si svolgerà per via telematica.
- si sarà collegati per tutta la durata del compito in video-conferenza 
- Dopo l'iscrizione si riceverà la password e le istruzioni per accedere all'esame.

- At the beginning of each lesson the teacher will stimulate discussion with students on the topics covered in previous lessons with the aim to clarify any doubts and verify the state of learning in the class.
- Critical analysis of a scientific paper and oral presentation (group work).

 

Final exam
The final exam will be written and will be held on the Moodle teaching platform

 

The final exam will be written, will be held on the Moodle teaching platform and will allow to evaluate the general and specific knowledge acquired during the teaching and the competencies developed with regard to the genetic analyses performed on the PC (programme/database).

The test will have the following characteristics:
- the duration of the exam will be 30 minutes
- the test will consist of 31 questions
- the questions will be of the "closed answer" type (eg: multiple choice, cloze, numerical questions) or "short open answer"
- each question will be worth 1 point, for a total 31 points
- Wrong answers will not result in any penalty of score.


Final exam for students AA 19-20 and earlier (important)

Look at the modalities on the course page of A.A. 19-20


In case of health emergency (COVID)

- The examination will be conducted electronically.
- The student will be connected for the entire duration of the assignment by video-conference. 
- Students enrolled in the roll call will receive the password and instructions to access the exam.

Oggetto:

Attività di supporto

 

Oggetto:

Testi consigliati e bibliografia


- Per la parte di Biologia molecolare:
James D Watson, Tania A Baker, Stephen P Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick. Biologia molecolare del gene. Zanichelli Editore. 

- Per la parte di Biodiversià genetica vegetale:
Barcaccia G., Falcinelli M. Genetica e genomica. Vol. II, III (cap. 10, 11, 12, 17, 20). Liguori Editore, Napoli.

- Verrà fornito dal docente il materiale didattico presentato a lezione, inerente gli argomenti trattati a lezione e durante le esercitazioni pratiche in laboratorio ed in Aula Informatica

- For the part concerning Molecular Biology:
James D Watson, Tania A Baker, Stephen P Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick. Biologia molecolare del gene. Zanichelli Editore.

- For the part concerning Plant Genetic Biodiversity:
Barcaccia G., Falcinelli M. Genetica e genomica. Vol. II, III (cap. 10, 11, 12, 17, 20). Liguori Editore, Napoli.

- Articles from journals related to the topics covered in class and the software used during the practical exercises, will be provided by the teacher.
- The educational material presented in class will be worth made available to students.

Oggetto:

Note

Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza per tutto l'anno accademico.

Registrazione
  • Aperta
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 02/11/2020 12:40
    Location: https://www.sta.unito.it/robots.html
    Non cliccare qui!