PRINCIPI DI BIOINFORMATICA 6

Modulo PRINCIPI DI BIOINFORMATICA

Con l’insegnamento di PRINCIPI DI BIOINFORMATICA verranno forniti gli strumenti necessari in modo da far acquisire agli studenti la comprensione e la progressione della conoscenza scientifica sulle macromolecole biologiche attraverso la potenzialità e le applicazioni della Bioinformatica. Inoltre verranno impartite le conoscenze sui principi biologici che stanno alla base del funzionamento dei software di bioinformatica, delle loro caratteristiche e limitazioni.  Lo studente sarà in grado, al termine del corso, di utilizzare gli strumenti di analisi bioinformatica presenti sul web al fine di studiare, analizzare le macromolecole biologiche per la progettazione sperimentale nel campo della ricerca e della produzione industriale biotecnologica.

Le lezioni saranno costituite da presentazioni PowerPoint. Saranno anche eseguiti esercizi e dimostrazioni on-line con i più popolari siti web di bioinformatica. Nelle esercitazioni gli studenti saranno chiamati a svolgere semplici esercizi sugli argomenti trattati.

Sarebbe utile una conoscenza almeno a livello liceale dei principali temi di base della biologia molecolare e dell'informatica

CENNI DI BIOLOGIA MOLECOLARE. Struttura delle macromolecole biologiche. Proprietà chimico-fisiche degli acidi nucleici. La struttura, la topologia e la conformazione della doppia elica del DNA. La struttura, le classi dell'RNA e la loro versatilità funzionale. Nozioni di base sulla struttura delle proteine. Organizzazione e caratteristiche fisiche e funzionali dei genomi dei procarioti e degli eucarioti. Organizzazione del DNA nella cellula e struttura della cromatina. Struttura e funzione dei geni. Significato delle sequenze codificanti e non codificanti nel genoma. Cenni sui meccanismi molecolari delle macromolecole biologiche: replicazione, trascrizione e traduzione. Dogma centrale della biologia e sue modificazioni: mutazioni puntiformi, mutazioni non senso e mutazioni missenso, degenerazione codice genetico.  BIOINFORMATICA. Banche Dati primarie e secondarie. Organizzazione delle entries nei database. NCBI ed EMBL ed i sistemi di retrieval Entrez ed SRS. Principi delle tecniche di allineamento di sequenze. Concetto di omologia e similarità. Attribuzione del punteggio ad un allineamento di sequenze utilizzo di matrici PAM e BLOSUM. Metodi di allineamento di sequenze: metodo della matrice a punti, algoritmi esaustivi ed euristici. Programmi di allineamento di sequenze globale e locale. Significato biologico dell’allineamento. Programmi di allineamento per lo screening di BD: FASTA e BLAST. Misura della significatività statistica di un allineamento. Significato biologico del multiallineamento. Metodi e programmi di multiallineamento di sequenze: programma ClustalW/Ω, T-coffe. Definizione e significato dei motivi funzionali proteici: sequenze consenso, pattern e profili.

Stefano Pascarella, Alessandro Paiardini.  Bioinformatica-Dalla sequenza alla struttura delle proteine- Zanichelli 2011

Manuela Helmer Citterich, Fabrizio Ferrè, Giulio Pavesi, Graziano Pesole, Chiara Romualdi.  Fondamenti di bioinformatica.  Zanichelli  2018

Prova scritta e colloquio orale

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA

Che cosa sono le banche dati biologiche primarie e come vengono costruite?