Laurea Magistrale: WTB-LM
Biologia Molecolare e Cellulare
Nome del corso: Bioinformatica
Responsabile del
Corso
Roberto Marangoni
Altri docenti
Numero CFU e
tipologia
3 CFU (1 lezioni, 2 laboratorio)
Obiettivo formativo
generale del corso
Educare all’uso dei principali strumenti bioinformatici di ausilio alla
biologia molecolare
Elenco degli
argomenti trattati
Cenni di teoria dell’informazione e di teoria algoritmica
dell’informazione. Informazione, entropia e probabilità. Entropia
condizionata. Complessità. Codici e canali. Problemi sulle stringhe.
Algoritmi per il confronto e l’allineamento di stringhe. Basi di dati di
sequenze di macromolecole biologiche. Problemi relativi
all’archiviazione e alla ricerca di sequenze di macromolecole. Le
banche dati esistenti: struttura dei record e strategie di interrogazione.
Concetto di “database annotato”. Algoritmi per sequenze biologiche.
Algoritmi per la ricerca di somiglianze tra sequenze. Algoritmi per
l’allineamento tra sequenze. BLAST, FASTA, DIALIGN,
Transformation Distance. Multiallineamento. Costruzione di alberi
filogenetici rooted e unrooted. PHYLIP. Problemi relativi alle stime
temporali su alberi filogenetici. Ortologie e paralogie. Autosomiglianze.
Disegno di primers ottimali per PCR. Risultati dell’analisi statistica di
alcuni dei genomi completi noti. Ipotesi delle duplicazioni ancestrali.
Database di ge-nomi completi e strumenti di pubblico dominio per
l’analisi di genomi completi. Predizione di sequenze trascriventi e non
trascriventi. Predizione di ORI, ORF, introni/esoni. Algoritmi per la
ricerca e la predizione di TFBS. Predizione di regioni S/MAR. Siti
fragili. DNA satellite e correlazioni long-range. Analisi della variazione
della complessità lungo sequenze genomiche. Basi di dati di strutture
di macromolecole biologiche Strutture secondarie: il database SCOP.
Strutture terziarie: il database PDB. Concetti di ricerca e di confronto
tra strutture. Comparazioni e somiglianze strutturali. Predizione di
strutture IIarie di acidi nucleici. Cenni ai problemi del protein folding.
Domini e motivi. Predizione di strutture IIarie di proteine. Metodi abinitio. Metodi statistici. Metodi di dinamica molecolare. Metodi di
intelligenza artificiale. Descrizione delle interazioni proteina/DNA e
proteina/proteina. Reti di controllo genico e metabolic pathways.
Descrizione del flusso informazionale all’interno di una cellula. Ruolo
dei sistemi formali. I proteomi. Database di proteomi. Uso dei proteomi
nella genetica funzionale.
Testi consigliati
•
A. Lesk, “Bioinformatica”, McGraw-Hill, 2004.
•
G. Valle et al., “Bioinformatica”, Zanichelli, 2003
•
A. Tramontano, “Bioinformatica”, Zanichelli, 2002.
Illustrazione di
eventuali attività di
laboratorio e/o
esercitazioni
Guida ai siti di interesse biologico. Interrogazioni ai database. Uso
guidato dei vari software illustrati nel corso. Applicazione pratica di
ciascuna nozione teorica illustrata.
Modalità di
svolgimento delle
prove d’esame
Multiple-choice test.
Propedeuticità
Conoscenze richieste Il corso suppone note le principali nozioni di biochimica e biologia
molecolare, nonché le nozioni fondamentali di matematica. Non è
richiesta alcuna nozione di informatica o di uso del computer.
