Codice insegnamento

4S02701

Crediti

6

Coordinatore

Nicola Vitulo

Lingua di erogazione

Italiano

Settore Scientifico Disciplinare (SSD)

BIO/10 - BIOCHIMICA

Corsi Singoli

Autorizzato con riserva

Moodle Seminari 0

L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi di apprendimento

Il corso si propone di introdurre lo studente alla bioinformatica, fornendo nozioni di base principalmente orientate all’analisi di sequenze sia nucleotidiche che proteiche. Verranno fornite le basi sia teoriche che pratiche dell’uso di algoritmi, programmi e metodi per la ricerca e l’analisi dei dati di sequenza contenuti nelle banche dati biologiche. A completamento del corso, gli studenti saranno in grado di: - Orientarsi tra le diverse banche dati biologiche e sapere dove reperire le informazioni - Analizzare dati di sequenza mediante ricerche di similarità in banca dati - Confrontare, gestire ed analizzare dati di sequenza utilizzando differenti tipi di programmi per l'allineamento di sequenze

Prerequisiti e nozioni di base

Conoscenza di base di biologia (DNA, proteine).
Non sono richiesti prerequisiti specifici relativamente ad argomenti di bioinformatica.

Programma

L'insegnamento si articola in due moduli, il primo più focalizzato alla gestione e analisi dei dati di sequenza, il secondo relativo alla biologia strutturale. Gli argomenti trattati in classe sono accompagnati da esercitazioni pratiche al computer, per permettere agli studenti di mettere in pratica le nozioni che sono state studiate da un punto di vista teorico.
Modulo 1
1. Introduzione alla bioinformatica
2. Banche dati biologiche: banche dati primarie e secondarie, metodi di ricerca in banca dati
3. Matrici di sostituzione PAM e BLOSUM
4. Introduzione all’allineamento tra sequenze: dot matrix, algoritmi basati su programmazione dinamica (Smith-Watermann, Needlman-Wunsch), programmi euristici (BLAST e FASTA)
5. Allineamenti multipli: introduzione ai diversi approcci algoritmici, uso e funzionamento dei programm ClustalW, T-Coffee. Utilizzo degli allineamenti multipli per la generazione di matrici posizionali di peso, uso di PSI-BLAST, metodi basati su Hidden Markov Model (HMM)
6. Introduzione all’analisi filogenetica e alberi filogenetici
Modulo2
7. Introduzione alla biologia strutturale. Tecniche esperimentali, amminoacidi e le loro proprietà fisicochimiche
8. Ripiegamento proteico. Introduzione ai campi di forza e ottimizzazione energetica.
9. Metodi computazionali per lo studio delle strutture secondarie e terziarie delle proteine
(modellizzazione per omologia e machine learning)
10. Docking molecolare applicato alle tecniche di disegno in silico di farmaci

Bibliografia

Modalità didattiche

Il corso è composto da:
- lezioni frontali teoriche
- esercizi al computer per mettere in pratica quanto appreso durante le lezioni teoriche

Modalità di verifica dell'apprendimento

Gli argomenti trattati nei due moduli saranno valutati in un unico esame.
L'esame è composto da 6 domande aperte (3 per il modulo 1, 3 per il modulo 2)
L'esame consiste in una verifica scritta che mira a verificare il livello di conoscenze acquisite relativo agli argomenti trattati nel corso. Lo studente dovrà dimostrare di aver compreso il funzionamento e l'applicazione dei principali programmi e approcci bioinformatici spiegati a lezione.

Criteri di valutazione

Saranno valutati idifferenti criteri per la verifica delle conoscenze acquisite:
- Conoscenza della materia
- Abilità di connettere argomenti differenti
- Abilità di fornire risposte concise e precise
- Uso appropriato dei termini scientifici.

Criteri di composizione del voto finale

Ad ogni domanda viene assegnato un punteggio massimo di 10. La somma totale (max 60 punti) verrà scalato a 32

Lingua dell'esame

Italiano