BIOMACROMOLECULAR ENGINEERING

L’insegnamento ricade tra le attività formative caratterizzanti per il corso di laurea magistrale in Scienze e Tecnologie dei Bio e Nanomateriali. L’obiettivo formativo specifico dell’insegnamento è di introdurre gli/le studenti/studentesse all’ingegneria biomolecolare, una disciplina emergente e altamente interdisciplinare che si colloca tra la biologia molecolare, la chimica biologica, la chimica organica, la biofisica e l’ingegneria chimica. Particolare attenzione sarà riservata ai principi e alle metodologie utilizzate per modificare le proprietà delle principali macromolecole codificate geneticamente (acidi nucleici, peptidi e proteine) e alle loro applicazioni nel campo terapeutico, della diagnostica, della biosensoristica e della biocatalisi.
Obiettivi formativi dell’insegnamento sono: i) favorire e stimolare l’utilizzo di un ragionamento logico e deduttivo necessario per comprendere e modificare la struttura e funzione di macromolecole complesse quali DNA, RNA, peptidi e proteine; ii) apprendere metodologie e tecnologie avanzate per la sintesi, modificazione e caratterizzazione delle principali macromolecole biologiche; iii) favorire un approccio sperimentale adeguato e critico essenziale per la lettura e la comprensione di articoli scientifici selezionati; iv) sviluppare dimestichezza e autonomia nella preparazione di diapositive PowerPoint al fine di presentare e spiegare in aula un articolo scientifico assegnato; v) sviluppare la capacità di esporre concetti scientifici in maniera formale e utilizzando un linguaggio appropriato.

1. Conoscenza e comprensione
i) Conoscere le proprietà chimico-fisiche e comprendere la relazione tra struttura e reattività delle principali macromolecole biologiche;
ii) Dimostrare una conoscenza e una comprensione adeguata delle principali tecniche d’ingegnerizzazione applicate alle macromolecole biologiche;
iii) Saper applicare le conoscenze e tecnologie apprese a lezione per comprendere e presentare al meglio articoli scientifici riguardanti l’ingegnerizzazione di DNA, RNA, peptidi e proteine.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
i) Saper impiegare i concetti appresi per comprendere, interpretare e modificare in modo logico le proprietà chimico-fisiche delle principali macromolecole biologiche;
ii) Saper proporre metodologie coerenti e complementari per l’ingegnerizzazione e caratterizzazione di macromolecole biologiche.

3. Capacità di giudizio
i) Utilizzare le conoscenze acquisite per ingegnerizzare e caratterizzare in modo critico DNA, RNA, peptidi e proteine;
ii) Saper valutare tramite un’analisi critica del metodo quali tecnologie possono essere più adatte per la sintesi, modificazione e caratterizzazione delle varie macromolecole biologiche;
iii) Saper valutare i campi di applicazione delle biomacromolecole ingegnerizzate.

4. Abilità comunicative
i) Saper comunicare le conoscenze apprese utilizzando una terminologia appropriata;
ii) Saper interagire con il docente e con i compagni in modo rispettoso e costruttivo.

5. Capacità di apprendimento
i) Saper prendere appunti, selezionando e raccogliendo le informazioni a seconda della loro importanza e priorità;
ii) Saper effettuare connessioni logiche tra gli argomenti del corso utilizzando le nozioni apprese a lezione;
iii) Saper comprendere ed esporre in aula un articolo scientifico assegnato utilizzando diapositive PowerPoint e un linguaggio scientifico appropriato.

I temi affrontati durante il corso presuppongono una buona conoscenza della fisica, della chimica generale ed organica, della biologia molecolare e della chimica biologica, possibilmente (ma non necessariamente) avendo superato l’esame di tali insegnamenti.

In relazione agli obiettivi formativi e ai risultati di apprendimento attesi, riportati nelle sezioni relative, i contenuti del corso possono essere così suddivisi:
i) Descrizione delle principali proprietà e funzioni delle macromolecole biologiche che possono essere ingegnerizzate;
ii) Tecnologie utilizzate per diversificare l’informazione genetica: mutagenesi specifica e casuale;
iii) Metodologie razionali per la modifica e lo sviluppo di nuove macromolecole biologiche;
iv) Tecnologie di evoluzione diretta: isolamento di biomacromolecole innovative per mezzo di strategie di selezione in vivo, in vitro ed ex vivo;
v) Metodi per lo sviluppo di librerie chimiche di piccole molecole organiche, prodotti naturali e peptidi codificate geneticamente;
vi) Metodi di bioconiugazione per mezzo di reazioni chimiche selettive ed enzimatiche;
vii) Applicazioni delle macromolecole biologiche ingegnerizzate nelle bio e nanotecnologie.

Come supporto allo studio, oltre agli appunti di lezione e ad una serie di pubblicazioni scientifiche fornite dal docente, si suggeriscono i seguenti testi universitari:
- D.L. Nelson, M.M. Cox: Lehninger Principle of Biochemistry, VII ed., W.H. Freeman and Sapling Learning;
- D. Van Vranken, G. Weiss: Introduction to Bioorganic Chemistry and Chemical Biology, Garland Science – Taylor & Francis Group;
- G.T. Hermanson: Bioconjugate Techniques, III ed., Academic Press – Elsevier (liberamente e legalmente disponibile su internet al sito: https://www.sciencedirect.com/book/9780123822390/bioconjugate-techniques );
- A. Hofman, S. Clokie: Wilson and Walker's Principles and Techniques of Biochemistry and Molecular Biology, VIII ed., Cambridge University Press.

La verifica dell’apprendimento avviene per mezzo di una prova orale della durata di circa un’ora. L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare e valutare: i) il livello di conoscenza dei temi trattati a lezione, ii) la capacità di ragionamento critico, iii) la capacità di compiere collegamenti tra i vari contenuti del corso, iv) la capacità di aggiornarsi e ampliare le proprie conoscenze attingendo in maniera autonoma a testi e articoli scientifici propri del settore e v) l’abilità di leggere, comprendere e presentare in aula un lavoro scientifico proposto dal docente. Saranno oggetto di valutazione il grado di accuratezza delle risposte e la proprietà del linguaggio scientifico utilizzato. La partecipazione costante e attiva alle lezioni saranno considerati elementi positivi di valutazione.

Nello specifico la prova orale consiste nella presentazione e discussione di due articoli scientifici attinenti al corso e selezionati tra dieci assegnati dal docente. Gli/Le studenti/studentesse devono in tal modo dimostrare sia l’apprendimento critico degli argomenti dell’intero programma svolto sia la capacità di esporli in maniera formale e concisa utilizzando un linguaggio scientifico appropriato.

La valutazione è espressa in trentesimi. Gli appelli avverranno all’interno delle date stabilite dal calendario accademico.

L’insegnamento è organizzato in lezioni teoriche frontali da parte del docente alternate a presentazioni PowerPoint di articoli scientifici da parte di studenti. Le lezioni teoriche frontali in aula da parte del docente si svolgono mediante l’utilizzo combinato della lavagna tradizionale e delle diapositive su PowerPoint. Le lezioni in aula saranno interattive e comprenderanno un’introduzione generale del tema trattato seguito dalla presentazione e discussione di uno o più articoli scientifici da parte di studenti. Gli articoli scientifici selezionati dal docente saranno attinenti al corso e dovranno essere illustrati da parte degli/delle studenti/studentesse per mezzo di presentazioni tipo breve conferenza (30 min) con diapositive PowerPoint. Gli/Le studenti/studentesse saranno guidati dal docente alla comprensione e alla corretta interpretazione degli articoli scientifici assegnati. Alla presentazione, seguiranno domande da parte del docente e dei compagni di corso per verificare che lo/la studente/studentessa sia in grado di discutere gli argomenti dell'articolo esposto e collegarli con il contesto generale del corso.

Nella piattaforma e-learning Moodle di Ateneo è presente e scaricabile il materiale didattico e gli articoli scientifici discussi.

Inglese

Accessibilità, Disabilità e Inclusione

Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento: Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA: disabilita@unive.it.

orale

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale naturale e qualità dell'ambiente" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile