OBIETTIVI FORMATIVI

Modulo “Informatica”

Comprendere l’insieme degli argomenti anche piuttosto disparati che costituiscono attualmente la disciplina dell’informatica. Essere in grado di utilizzare con cognizione di causa la maggior parte degli strumenti che l’evoluzione della scienza informatica ci mette a disposizione.

Modulo “Bioinformatica”

Le moderne tecniche di sequenziamento genomico e di analisi delle sequenze amminoacidiche e proteiche producono una mole di dati che rende necessario l’uso dell’informatica e del web. Il modulo consiste nell’elucidazione delle basi teoriche delle tecniche di analisi tipiche della bioinformatica, nell’illustrazione e nell’uso di applicativi software che effettuano tali analisi. Gli applicativi utilizzano in prevalenza software distribuito e web server remoti.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche

PROGRAMMA/CONTENUTO

Modulo “Informatica”

• Astrazione sui dati:
  • Concetti di base
  • Implementazione delle strutture dati
  • Classi ed oggetti
• Strutture delle basi di dati:
  • Approccio a livelli della costruzione di basi di dati
  • Modello relazionale
  • Gestione dell’integrità delle basi di dati
• Ingegneria del software:
  • Ciclo di vita del software
  • Testing
  • Documentazione
• Intelligenza artificiale:
  • Percezione
  • Reti neurali
  • Robotica
• Teoria della computazione
  • Macchine di Turing
  • Linguaggi di programmazione universali
  • Crittografia a chiave privata
• Esercitazioni pratiche:
  • Uso del foglio di calcolo come raccolta di dati
  • Migrazione dal foglio di calcolo alla base di dati
  • Uso di internet per ricerche scientifiche e bibliografiche

Modulo “Bioinformatica”

• Genomi. Densità di geni nei genomi.
• Banche dati di interesse biologico: tipologia delle principali.
• Banche dati primarie e secondarie.
• Banche dati genomiche e di proteine.
• Uniprot, GenBank.
• Caratteristiche chimico-fisiche dei 20 amino acidi. Angoli diedri.
• Strutture secondarie alfa eliche, foglietti beta.
• Banca dati PDB. Uso di UniProt e proiezione in PDBe e PDBsum.
• Modi di evoluzione delle sequenze geniche. Omologia. Geni ortologhi e paraloghi
• Allineamento di coppie di sequenze. Scoring di un allineamento.
• Matrici PAM. Metodo di Dayhoff.
• Moltiplicazione di matrici PAM. Significato in termini di mutazioni.
• Matrici Blosum.
• Dynamic programming.
• Allineamento di Needleman-Wunsch e di Smith-Waterman.
• Domini strutturali. Natura modulare delle proteine.
• Risorse web e banche dati di seconda generazione. SMART e PFam.
• Allineamenti di coppie di sequenze. Uso di  Emboss e di Blast2sequences.
• BLAST. Algoritmo. Expectation value. Significato dei vari parametri di BLAST.
• PSI-BLAST , PHI-BLAST.
• Low Complexity Regions.
• Allineamenti multipli di sequenza.
• Clustal. Algoritmo.
• Alberi filogenetici e neighbour joining tree.
• Validazione di un allineamento multiplo: metodo del Bootstrap.
• Rappresentazione di alberi: Njplot e Treeview.
• Profilo di un allineamento. Significato e sua applicazione nella ricerca di omologia.
• Motivi di sequenza. PROSITE. Significato di low and high stringency.
• Expasy Proteomics tools
• Gene Ontology.
• KEGG. KEGG_Pathway, KEGG_enzyme -> BRITE_hierarchy
• Proteine transmembrana. Topologie.
• Programmi di predizione di segmenti transmembrana: DAS, TMHMM.
• Interazione proteina-farmaco.
• Ligand-expo, DrugBank, DrugPort/PDBSum, Stitch, SuperTarget.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Modulo “Informatica”: J. Glenn Brookshear “Informatica: Una panoramica generale” 9° Ed, Pearson Milano 2006.

Modulo “Bioinformatica”: Dispense fornite dal Docente.