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.

Il Corso affronterà a veri livelli i seguenti argomenti:

Concetti e principi della bioinformatica
I dati   
L’era post-genomica
Le banche dati di acidi nucleici, proteiche, strutture
Le banche dati derivate 
L’integrazione delle banche dati
La qualità dei dati
La rappresentazione dei dati
L’architettura delle proteine
 
L’analisi di sequenze genomiche: Concetti e principi 
Il sequenziamento di un genoma 
La ricerca dei geni
Metodi statistici per la ricerca di geni
Le reti neurali artificiali
Hidden Markov Model 
La genomica comparata 
 
L’evoluzione delle proteine: Concetti e principi
L’evoluzione molecolare 
Allineamento di due sequenze simili 
Matrici di similarità 
Le matrici PAM e BLOSUM 
La penalizzazione di inserzioni e delezioni 
L’algoritmo di allineamento 
Allineamenti multipli 
Aggiungere sequenze a un allineamento preesistente 
Alberi filogenetici 
 
La ricerca in banche dati per similarità: Concetti e principi 
I metodi  FASTA  e BLAST 
Ricerche con profili: PSI-BLAST 
 
L’analisi di una sequenza amminoacidica: Concetti e principi
Ricerca di pattern di sequenza 
La struttura secondaria

struttura terziaria cenni
La predizione di struttura secondaria
Gli stadi della procedura di modelling per omologia 
Allineamento di sequenze e sua affidabilità 
I loop 
Modelling delle catene laterali 
Ottimizzazione del modello 
Accuratezza di un modello per omologia 
Modelli costruiti manualmente e automaticamente 

I metodi di riconoscimento di fold
I metodi basati su profili 
Metodi di threading
La libreria di fold 

Gli studenti dovranno acquisire le seguenti capacità:

1- conoscere e discutere gli argomenti trattati a lezione

2- dimostrare di sapere risolvere problemi inerenti alla ricerca dei dati biologici dalle principali banche dati biologiche e saper impostare esperimenti di biologia molecolare in funzione dei dati acquisiti

3- saper ricercare la letteratura recente su argomenti medico/biologici e incrociarla con i dati delle banchedati biologiche 

4- presentare alla prova orale gli argomenti del corso attraverso l'elaborato scritto (tesina) dove viene simulata una ricerca di biochimica computazionale scelta dallo studente

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Il corso prevede esercitazioni in aula con PC  sia per il reperimento di dati biologici sia per l'utilizzo di programmi che permettono allineamento delle sequenze nucleotidiche e aminoacidiche, scelta primers di amplificazione, analisi delle strutture proteiche.     

Modalità didattiche

Lezioni frontali ed esercitazioni su PC

Obblighi

no

Testi di studio

BIOINFORMATICA -Dalla sequenza alla struttura delle proteine - S.Pascarella e A.Paiardini - Zanichelli (2010)

FONDAMENTI DI BIOINFORMATICA - Manuela Helmer Citterich, Fabrizio Ferrè, Giulio Pavesi, Graziano Pesole, Chiara Romualdi (2018)

Modalità di
accertamento

Prova orale accompagnata da un elaborato (tesina) dove viene simulata una ricerca nella quale buona parte degli  argomenti del corso verranno affrontati da un punto di vista pratico   

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Testi di studio

BIOINFORMATICA -Dalla sequenza alla struttura delle proteine - S.Pascarella e A.Paiardini - Zanichelli (2010)

FONDAMENTI DI BIOINFORMATICA - Manuela Helmer Citterich, Fabrizio Ferrè, Giulio Pavesi, Graziano Pesole, Chiara Romualdi (2018)

Modalità di
accertamento

Prova orale accompagnata da un elaborato (tesina) dove viene simulata una ricerca nella quale buona parte degli  argomenti del corso verranno affrontati da un punto di vista pratico   

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.