ProgrammadelCorsodiBiofisicaComputazionaleaa.2016/2017parte1
Isistemibiologici
Lacellula
CelluleEucarioticheeprocariotiche
Strutturacellulare
• Membranacellulare
• Fosfolipidi
• Idrocarburisaturieinsaturi
• Genomi,Cromosomiegeni
Dogmacentrale
Evoluzione
Energialibera,entalpiaeentropia
Effettoidrofobico
Ilmaterialegenetico
L’acidoribonucleicooRNA
• mRNA
• tRNA
• rRNA
• SmallRNA
• LongnoncodingRNA
DifferenzatraDNAeRNA
Ruolidell’RNA
Lastrutturadiunaminoacido
Illegamepeptidico
Iventiaminoacidi
Geniegenomi
Lastrutturadiungene
Losplicing
Losplicingalternativo
Ilgenomaumano
LareplicazionedelDNA
Polymerasechainreaction(PCR)
MetodidisequenziamentodelDNA
• SequenziamentoconilmetododiSanger
• Nextgenerationsequencing(NGS)
Qualitàdeidati
Assemblaggiodelle“reads”
• GrafidideBruijn
• IpercorsiEuleriani
Ambiguitàeerroridisequenza
Possibiliproblemi
Applicazionidell’NGS
• Confrontotratrascrittomi(RNASeq)
• ChipSeq
• miRSeq
Quantificazione
Banchedatiutili
• GeneOntology
• KEGG(pathways)
• Interpro(famiglie)
Distribuzioneipergeometrica
Arricchimentofunzionaledeigeniup-down–regolati:
Ricercadigeni
Ilmodellobiologico:geneprocariota
Ricercadigeniinprocarioti
• Identificazionedimotivispecifici(peres.promotorieTATAbox)
• Lunghezzadell’openreadingframe
• Usocodoni
• Periodicitàeproprietàstatistiche
Ilmodellobiologico:geneeucariota
Similaritàcongeninotinellostessooinaltriorganismi
Ricercadisegnalidisequenza(motivi)
• Espressioniregolari
• Matricisitospecifiche
• Modellipiu’complessi
• EntropiadiShannon
• Sequencelogo
• Gibbssampling
• MEME
Modellistatisticidelgeneodelleregionichecontengonoigeni
• ModellidiMarkov
• HiddenMarkovModels
• AlgoritmodiViterbi
Misurediaccuratezza
CurvaROC
Allineamentodisequenze
Distanzatrasequenze
Matricidisostituzione
• MatricidiDayhoff
• MatriciBLOSUM
PenalizzazionedeiGAP
Algoritmodiallineamentoglobale:programmzionedinamica(NeedlmanandWunsch)
Allineamentolocale(SmithandWaterman)
Ricercadiomologhi
FASTA
BLAST1
BLAST2:(NCBI)
Statisticadeipunteggidisimilarità
Distribuzionedeivaloriestremi
CurvaROC
Allineamentimultipli(MSA)
VantaggidegliMSA
MetodiperottenereunMSA
Soluzionieuristiche:
• Allineamentoiterativo
• MetodoCenterStar
• MetodoCenterStar
• MSAconT-coffee
Profili
PSI-Blast
ModellidiMarkov
ModellinascostidiMarkov
Valutazionedellasignificativitàdelpunteggio
VisualizzazionedifamiglieinPfam
Alberifilogenetici
Paralogiaeortologia
Metodidiclassificazioneeclustering
Clustering
Alberi
• Etichettatura
• Topologia
• Alberirootedeunrooted
• Costruzionediunalbero
UPGMA
Metodidicostruzioneericercadell’albero
• NeighbourJoining
• MassimaParsimonia
• Branchandbound
Qualitàdiunalbero:bootstrap
Altrimetodidiclassificazione
• Retineurali
• Supportvectormachines
• Alberidecisionali
• Foresttree
• PCA
Giniindex:valutazioneimpuritàdellesuddivisioni
Esempio:Compressionediimmagini
Esempio:Riconoscimentodivisi
Lastrutturadelleproteine
Angolifey
GraficodiRamachandran
Strutturasecondaria
Pontidisolfuro
Dominiproteici
LabancadatiPDB(ProteinDatabank)
Classificazionestrutturalediproteine
