PRESENTAZIONE

Risolvere problemi biologici è sempre più legato alla necessità di gestire big data. Ciò è reso possibile grazie ai progressi nelle tecnologie che permettono lo studio dei cambiamenti molecolari in diversi tessuti, ed estraendo informazioni di migliaia di parametri regolati all'interno della cellula. In questo corso, gli studenti avranno l'opportunità di imparare come analizzare e interpretare questi dati utilizzando strumenti computazionali, disponibili in librerie gratuite come Bioconductor e CRAN. Inoltre, gli studenti impareranno come riutilizzare efficacemente dati esistenti depositati nei database biologici.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti le nozioni di base per utilizzare strumenti opensource per la gestione dei dati biologici di tipo "omico", capire e consultare banche dati (genebank, NCBI, Uniprot, ecc) accedendovi anche da appositi pacchetti R. Scopo dell’insegnamento è che i partecipanti acquisiscano conoscenze e comprendano i processi biologici alla base della trascrizione e la traduzione cellulare, per capire l'utilità dell'analisi dei dati genomici, trascrittomici e proteomici attraverso strumenti bioinformatici. 

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Gli studenti coltiveranno la capacità di sviluppare la propria immaginazione e creatività, favorendo un ambiente in cui il pensiero innovativo prospera. Questo pensiero innovativo è collegato all'apprendimento di come affrontare problemi complessi di gestione dei dati genomici, la regolazione genica e le reti di comunicazione proteina-proteina. Attraverso il pensiero critico e strategico gli studenti dovranno impegnarsi in attività di risoluzione dei problemi in ambito "omico". Il corso sottolinea anche l'uso efficace ed efficiente dei database biologici disponibili, trasformando la teoria imparata a lezione in applicazioni concrete. Potenziando l'utilizzo di strumenti informatici alla soluzione di interrogativi biologici, questo corso permette agli studenti di diventare contribuenti proattivi nel campo della bioinformatica.

PREREQUISITI

• Conoscenze di base di chimica: struttura della materia, legami inter/intramolecolari, potenziali energetici
• Conoscenze di base di biologia: significato della genetica mendeliana, concetto di evoluzione,
• Biologia molecolare: acidi nucleici e proteine
• Gestione e analisi dei dati Conoscenze di programmazione logica

MODALITA' DIDATTICHE

48 ore di lezioni in aula, a meno che diversamente indicato dalle linee guida ministeriali. Per superare l'esame di bioinformatica, agli studenti sarà richiesto di sviluppare un project work gruppale, dove dovranno applicare le esercitazioni in aula utilizzando il linguaggio R, e ricuperando dataset da database pubblici.

PROGRAMMA/CONTENUTO

1. Basi biologiche per la bioinformatica
2. Nozioni di base di chimica organica e biologia molecolare
3. Nozioni di genetica
4. Sequenze geniche ed evoluzione: mutazioni puntiformi, duplicazione genica, riarrangiamento cromosomico
5. Banche dati di interesse biologico
6. Piattaforme web: EnsEMBL, GenBank, Browser del genoma
7. Allineamento di sequenze (allineamento di coppie di sequenze, algoritmi di allineamento, valutazione di un allineamento)
8. omologia: identità e similarità dei geni
9. Matrici di similarità e di sostituzione, algoritmo BLAST
10. Regolazione genica e analisi differenziale
11. I 20 aminoacidi: caratteristiche chimico-fisiche, ridondanza del codice genetico
12. Banche dati delle strutture proteiche: Uniprot ed Expasy.
13. Utilizzo del linguaggio R e delle librerie Bioconductor

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• Bibliography
  • Paul M. Selzer, Richard J. Marhöfer, Oliver Koch. Applied Bioinformatics. Springer International Publishing AG. Available online at the link: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-68301-0
  • Slides caricate dal docente

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/11159/p/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Presentazione di un project work gruppale scritto basato su un gene codificante assegnato dall'insegnante, ed esame orale basato sulla teoria vista a lezioni.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Il project work è un test pratico che mira a verificare le conoscenze acquisite dagli studenti sulle nozioni di bioinformatica di base e sulla loro capacità di affrontare problemi biochimici consultando database e utilizzando strumenti informatici open source disponibili in bibliografia scientifica.

L'esame orale si concentra principalmente sugli argomenti trattati durante le lezioni e deve confermare che lo studente abbia acquisito le nozioni di base (biologiche e informatiche) fornite dal corso.