Il corso ha l'obiettivo di fornire informazioni e strumenti per risolvere i problemi più classici della bioinformatica quali la consultazione delle banche reperibili sul web, l'allineamento delle sequenze, l'evoluzione molecolare, l'identificazione e la ricerca di pattern funzionali, la predizione della struttura proteica e capacità basilari per analizzare i genomi e decifrare l'informazione in essi contenuta.

Il corso si prefigge di far familiarizzare lo studente con le soluzioni informatiche correntemente usate valutandone potenzialità e limiti partendo da problemi biologici.

• Cenni storici sulla Bioinformatica 
• Acidi Nucleici
• Aminoacidi
• Geni
• Mutazioni
• Polimorfismi
• Proteine, struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria

Banche Dati

• Definizione 
• Primarie 
• Secondarie 
• Specializzate
• Di sequenze nucleotidiche
• Di sequenze proteiche
• Di domìni e motivi proteici
• Di risorse genomiche
• Del trascrittoma
• Di profili di espressione
• Di polimorfismi e mutazioni
• Di Pathways metabolici
• Mitocondriali
• PubMed
• GenBank
• EMBL-EBI
• Expasy
• Integrated information retrieval : Entrez e SRS 

Confronto di sequenze (acidi nucleici e proteine), allineamenti

• Allineamento globale e locale
• Algoritmi dinamici
• Similarità di sequenze e algoritmi di allineamento
• Allineamenti di sequenze con gap
• Metodo di matrice a punti (dot plot o dot matrix)
• Dotlet
• Needlman & Wunsch
• Smith Waterman per la ricerca di similarità locali

Matrici di sostituzione (PAM, BLOSUM, Gonnet)

Metodi euristici di allineamento, FASTA, BLAST

Allineamento multiplo di sequenze

• Clustal W
• Metodi recenti (T-cofee)
• PSI-BLAST
• Confronto profilo-profilo

Ricerca di pattern e motivi Funzionali

• In sequenze nucleotidiche
• In sequenze proteiche
• HMM, reti neurali, algoritmi genetici

Evoluzione Molecolare (alberi filogenetici)

• Geni ortologhi e paraloghi
• Distanze genetiche tra sequenze nucleotidiche e aminoacidiche
• Filogenesi molecolare
• Costruzione degli alberi

Analisi strutturale delle proteine

• Tridimensionale
• Sovrapposizione strutturale
• Confronto di strutture con algoritmi dinamici (es. SSAP)
• Confronto di strutture attraverso mappe di contatto (es.DALI)

Progettazione razionale di farmaci

• Approcci su struttura nota
• Algoritmi di ricerca sistematici e stocastistici nel docking 

Il corso prevede esercitazioni in aula

Testi di studio

 BIOINFORMATICA -Dalla sequenza alla struttura delle proteine - S.Pascarella e A.Paiardini - Zanichelli