Bioinformatica - Insegnamenti A.A.2007/2008 ACQUISIZIONE

Bioinformatica - Insegnamenti A.A.2007/2008
Codice
A5430008
Denominazione ACQUISIZIONE ABILITA' BIOINFORMATICA - FONDAMENTI DI INFORMATICA MOD. I
CFU
3
Settore/i
nn
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Ferretti Claudio
Programma
Capacità informatiche avanzate comuni a più ambiti disciplinari
Codice
A5430009
Denominazione ACQUISIZIONE ABILITA' BIOINFORMATICA - FONDAMENTI DI INFORMATICA MOD. II
CFU
3
Settore/i
nn
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Ferretti Claudio
Programma
Acquisire capacità informatiche avanzate comuni a più ambiti disciplinari
Codice
A5430010
Denominazione ACQUISIZIONE ABILITA' BIOINFORMATICA - MOD. METODI NUMERICI PER LA
BIOINFORMATICA MOD. I
CFU
1
Settore/i
nn
Anno di corso
1
Semestre
Tipo esame
Docente titolare
Programma
n.d.
Orale; Voto finale
Bozzini Maria tugomira
Acquisire capacità informatiche avanzate comuni a più ambiti disciplinari
Pag. 13/20
Codice
A5430011
Denominazione ACQUISIZIONE ABILITA' BIOINFORMATICA - MOD. METODI NUMERICI PER LA
BIOINFORMATICA MOD. II
CFU
1
Settore/i
nn
Anno di corso
1
Semestre
Tipo esame
Docente titolare
Programma
n.d.
Orale; Voto finale
Archetti Francesco antonio
Acquisire capacità informatiche avanzate comuni a più ambiti disciplinari
Codice
543011
Denominazione BIOCHIMICA COMPUTAZIONALE
CFU
5
Settore/i
BIO/10
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Grandori Rita
Programma
Il corso descrive i principali metodi ed approcci della bioinformatica per lo studio della struttura,
funzione ed evoluzione delle macromolecole. Particolare attenzione viene data alla predizione della
struttura delle proteine sulla base di dati di sequenza. Il corso consiste di lezioni frontali e attività di
laboratorio. Gli argomenti principali sono: banche dati macromolecolari, evoluzione molecolare, analisi
di strutture proteiche, allineamenti, profili, modelli per omologia, fold recognition, predizione de-novo,
protein design.
Codice
A5430003
Denominazione BIOINFORMATICA: CORRELAZIONI STRUTTURA-FUNZIONE
CFU
10
Settore/i
CHIM/03
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Fantucci Piercarlo
Programma
Introduzione alla struttura di proteine: motivi strutturali e correlazioni con caratteristiche dei residui.
Strutture primarie da banche dati. Strutture terziarie da banche dati. Omologie di sequenza e
omologie di struttura. Generazione e raffinamento di struttre 3D. Proprietà statiche e dinamiche di
strutture proteiche. Interazione fra proteine, interazione proteina-ligando. Disegno di nuovi farmaci da
screening virtuale di librerie molecolari. Struttura di proteine di membrane. Esercitazioni su PC con
programmi di modellistica.
Pag. 14/20
Codice
543020
Denominazione BIOINFORMATICA:TECNICHE DI BASE
CFU
10
Settore/i
INF/01, MAT/09
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Mauri Giancarlo
Programma
Mod. Fagiuoli - Stella
Introduzione al Data Mining: il ciclo di Knowledge Discovery and Extraction
o
Data Importation
o
Data Cleaning
o
Preprocessing e Feature Selection
o
Learning and Validation
o
Performance Evaluation
Classificazione: Supervisionata e non Supervisionata
•
Decisionn trees
•
Modelli Bayesiani
o
Naive Bayes
o
Tree Augmented Naïve
o
Bayesian Belief Networks
•
Modelli Neurali e Support Vector Machines
o
Single e Multi Layer Perceptron
o
Radial Basis Function Networks
o
Adaptive Resonance Theory Networks e Self-Organizing Maps
o
Support Vector Machines Lineari
o
Support Vector Machines Non Lineari
•
Performance Estimation
o
Precision, Recall, Accuracy, Error
o
Hold-Out, Repeated Hold-Out, k-Folds Cross Validation
•
Clustering
o
Algoritmi Gerarchici
o
Algoritmi di partizionamento
Mod. Mauri
.
Introduzione alle tecniche di progetto e analisi degli algoritmi
2.
Programmazione dinamica e distanza di edit tra sequenze
3.
Allineamenti globali e locali; allineamenti multipli; BLAST, FASTA, CLUSTALW
4.
Algoritmi di pattern matching esatto e loro applicazioni alla ricerca di motivi funzionali in
sequenze di DNA e in proteine
5.
Pattern discovery: metodi "pattern driven " e "sequence driven" . Gibbs sampler. Weeder
6.
Ricostruzione e confronto di alberi filogenetici
7.
Metodi Bayesiani; Hidden Markov Models
8.
Tecniche di classificazione e raggruppamento
Pag. 15/20
Codice
543010
Denominazione BIOLOGIA MOLECOLARE
CFU
5
Settore/i
BIO/11
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Colombo Sonia
Programma
meccanismi generali di controllo della trascrizione in procarioti ed eucarioti.
Promotori, enhancers e UAS; Regolazione a livello della sintesi proteica. Costruizone di li librerie
genomiche e cDNA. Vettori fagici (M13 e lambda). Tecniche di clonaggio mediante PCR. Espressione
di geni clonati e produzione di proteine ricombinanti. Analisi delle sequenze di DNA (metodi di
sequenziamento, strategie di sequenziamento, analisi funzionale delle sequenze).
Banche dati di DNA e proteine. Ricerca di similitudini e di omologie. Algoritmi di allineamento di
sequenze.
Ricerca di motivi funzionali in sequenze di acidi nucleici e proteine.
Codice
543007
Denominazione CHIMICA FISICA DEI SISTEMI BIOLOGICI
CFU
6
Settore/i
CHIM/02
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Moro Giorgio
Programma
Struttura e proprietà molecolari. Definizione di struttura molecolare e sue rappresentazioni; Superficie
di Energia Potenziale: studio e caratterizzazione. Proprietà stereo-elettroniche; il Potenziale
Elettrostatico Molecolare (MEP) e sue rappresentazioni; utilizzo del MEP in studi di relazioni strutturaattività.
Modellistica molecolare e QSAR. Introduzione alla modellistica molecolare. Relazioni Quantitative
Struttura Attività (QSAR): descrittori molecolari; descrittori globali e locali di distribuzioni spaziali di
proprietà stereo-elettroniche. Selezione delle variabili e validazione dei modelli.
Pag. 16/20
Codice
A5430007
Denominazione FONDAMENTI DI INFORMATICA
CFU
4
Settore/i
INF/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Ferretti Claudio
Programma
Fondamenti di tecniche di programmazione:
–i linguaggi e il ciclo di sviluppo dei programmi
–il linguaggio Perl
–esempi di programmi di utilita' per la BioInformatica
Fondamenti di basi di dati e sistemi informativi:
–il ruolo delle basi di dati, modelli di riferimento
–l'interrogazione delle basi di dati
–esempi di basi di dati per la BioInformatica
Codice
543026
Denominazione FUNZIONI ED INTERAZIONI GENICHE
CFU
5
Settore/i
BIO/18
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Lucchini Giovanna
Programma
Il corso intende fornire agli studenti gli strumenti informatici di base per affrontare l’analisi strutturale e
funzionale dei geni e dei loro prodotti. L’analisi dei problemi connessi con l’annotazione di geni e
genomi sarà il punto di partenza per l'approfondimento di articoli originali che integrano metodologie
informatiche e genetico-molecolari per la ricerca e studio dei domini funzionali e strutturali di geni e
proteine, delle loro interazioni e della loro evoluzione.
Codice
A5430005
Denominazione METODI NUMERICI PER LA BIOINFORMATICA MOD I
CFU
3
Settore/i
MAT/08
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Bozzini Maria tugomira
Programma
Aritmetica finita: Errori, modelli numerici e algoritmi: condizionamento e stabilita`
Algebra lineare: soluzione numerica di sistemi lineari con metodi diretti e metodi iterativi stazionari.
Metodi numerici per equazioni differenziali ordinarie (problema ai valori iniziali)
Pag. 17/20
Codice
A5430006
Denominazione METODI NUMERICI PER LA BIOINFORMATICA MOD. II
CFU
3
Settore/i
MAT/09
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Archetti Francesco antonio
Programma
Dedicato alla presentazione di alcune metodologie fondamentali nei sttori di applicazione della
Bioinformatica
Codice
543059
Denominazione CHIMICA FARMACEUTICA
CFU
3
Settore/i
CHIM/08
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
1.
IL PROCESSO DI SVILUPPO DI UN FARMACO
Scoperta e ottimizzazione di un nuovo principio attivo. Hit, lead e candidato clinico. Sviluppo preclinico
e clinico.
2.
IL RECETTORE
Recettori di membrana e intracellulari. Interazione farmaco-recettore. Agonisti, agonisti parziali e
antagonisti.
3.
CARATTERISTICHE DI UN FARMACO
Proprietà molecolari e chimico-fisiche: peso molecolare e struttura molecolare, farmacoforo, isosteri e
bioisosteri, stereochimica e flessibilità molecolare, distribuzione elettronica, legame a idrogeno, gruppi
proton-accettori e donatori, area superficiale polare, proprietà acide e basiche, idrofilia e idrofobicità.
Relazione quantitativa struttura-attività, QSAR. Ottimizzazione multiparametrica: solubilità acquosa;
coefficiente di ripartizione e permeabilità, pKa, stabilità chimica e metabolica, attività farmacologica
(potenza, selettività), profilo farmacocinetico. Metodi computazionali per la predizione della druglikeness.
4.
FARMACOCINETICA
Vie di somministrazione. Studio dei processi di assorbimento, distribuzione, metabolismo ed
escrezione. Il legame proteico. Modelli fisiologici e compartimentali. Significato, interpretazione,
calcolo e applicazione dei parametri farmacocinetici. Biodisponibilità e bioequivalenza. Reazioni
metaboliche di fase I e II. Isoenzimi del CYP450. Cinetica enzimtica. Induzione e inibizione
metabolica. Interazione tra farmaci. Linearità farmacocinetica e processi non-lineari;
5.
PROPRIETA’ FARMACOLOGICHE
Farmacodinamica (PD). Correlazione fra farmacocinetica ed effetto (PK/PD).
Pag. 18/20
Codice
543052
Denominazione ECONOMIA E ORGANIZZAZIONE AZIENDALE - MUTUATO
CFU
3
Settore/i
ING-IND/35
Anno di corso
2
Codice
543024
Denominazione IMMUNOGENOMICA
CFU
5
Settore/i
MED/04
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Foti Maria
Programma
Metodi utilizzati in Genomica Funzionale per lo studio di malattie complesse, metodiche per lo studio
dell’espressione genica e della proteomica. Tecniche di Normalizzazione e di Filtraggio dei dati.
Rappresentazione e organizzazione dei dati di microarray: clustering supervisionato e non
supervisionato, classificazioni funzionali. Riduzionismo e complessità nei sistemi biologici e nella
definizione delle funzioni del sistema immunitario. Genomica funzionale applicata allo studio della
risposta immunitaria innata e adattativa. Il corso comprende anche una parte pratica al computer in
cui gli studenti apprenderanno le procedure dell’analisi dei dati microarray.
Codice
543027
Denominazione MODELLISTICA DEI CAMMINI METABOLICI
CFU
4
Settore/i
CHIM/11
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Porro Danilo
Programma
Metabolismo energetico ed energia di mantenimento. Metabolismo della fonte di carbonio. Le
fermentazioni. Esigenze nutrizionali. Tecniche e tecnologie per la crescita per organismi naturali e
modificati. Esempi di ingegneria metabolica ed applicazioni biotecnologiche. Stati stazionari di
network biochimici, analisi stechiometrica e relazioni di conservazione. Struttura dei network
metabolici, Metabolic Control Analysis (MCA). Definizioni di base, teoremi della MCA e interpretazioni
geometriche. Applicazione di MCA a catene di reazioni lineari e ramificate.
Esercitazioni: Modeling di network metabolici. Studio di sistemi modello.
Pag. 19/20
Codice
543025
Denominazione PROPRIETA' INTELLETTUALE
CFU
3
Settore/i
IUS/04
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Analisi sia normativa sia giurisprudenziale del diritto industriale con particolare riferimento ai seguenti
argomenti: brevetti, segreti aziendali, trasferimento di tecnologie, software, Internet e nuovi mezzi di
comunicazione, marchi, diritto d’autore, concorrenza sleale e pubblicità ingannevole.
Codice
543015
Denominazione TEORIA DEI SISTEMI BIOLOGICI (I-II MOD.)
CFU
5
Settore/i
BIO/10, MAT/07
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Vanoni Marco ercole
Programma
Nel modulo biologico verrà posto l’accento sulla integrazione dei dati raccolti dalle analisi di
espressione di geni, proteine e di profili metabolici, con particolare attenzione ai dati raccolti a livello
post-genomico. La funzionalità delle (macro)molecole biologiche verrà analizzata nel contesto della
interazione tra molecole. Saranno esaminati alcuni circuiti regolativi cellulari al fine di evidenziare
alcune caratteristiche chiave dei circuiti regolativi cellulari, quali la robustezza ed il ruolo che la loro
ricostruzione in silico può avere in termini conoscitivi ed applicativi. Nel modulo matematico saranno
introdotti i sistemi dinamici. Saranno discussi aspetti generali della modellazione (con diversi esempi),
con particolare attenzione alla validazione del modello, al suo comportamento al variare dei parametri
ed alle proprietà predittive.
Pag. 20/20