La Bioinformatica è un campo multidisciplinare in cui si utilizzano gli strumenti propri dell'informatica per affrontare problematiche tipiche della biologia molecolare. In particolare, la Bioinformatica fa ricorso a tecniche di tipo computazionale per la gestione e l'analisi di dati biologici.

Il corso fornisce un'introduzione ad alcune tematiche della Bioinformatica, e in esso si enfatizzano i concetti e gli strumenti informatici necessari per affrontare la complessità dei sistemi analizzati. L'approccio seguito è essenzialmente operativo: per la risoluzione dei problemi, si prevede l'utilizzo congiunto di varie applicazioni software e/o di un linguaggio di scripting. Gli argomenti affrontati includono l'analisi di sequenze, gli studi mutazionali e l'evoluzione molecolare, l'interazione con banche dati biologiche, la modellazione molecolare, lo studio strutturale delle proteine e le interazioni molecolari nella cellula. Ove necessario, sono sviluppati concetti basilari dell'informatica e dell'analisi numerica, quali ad esempio la complessità computazionale e gli schemi di integrazione.

Il corso si prefigge lo scopo di sviluppare adeguatamente le capacità dello studente di Ingegneria Biomedica in campo informatico; al termine del corso lo studente dovrà aver acquisito le competenze necessarie per partecipare alla progettazione, implementazione e integrazione di sistemi software di tipo eterogeneo nel settore della Bioinformatica e della Biologia Computazionale.

Prerequisiti: conoscenze dei fondamenti dell’informatica e padronanza di un linguaggio di programmazione; nozioni elementari di chimica, fisica e biologia molecolare.

-   Si ricorda che le iscrizioni alla prova orale devono essere fatte obbligatoriamente tramite il portale unico di ateneo.

-   Le date di esame possono essere recuperate sul sito della Scuola di Ingegneria, e sono riportate sul Google Cal del corso (v. sez. "Orario").

-  Gli studenti che devono sviluppare il progetto per l'esame sono invitati a contattare il docente per concordare argomento e modalità di svolgimento.

Prima lezione: Lun. 25 settembre 2023

Lun. 8:30-11:30 aula: C21;   Giov. 14:00-15:45 aula: SI7.

L'orario aggiornato delle lezioni è disponibile su un Google Cal pubblico, che può essere importato con il seguente indirizzo ICS:
https://www.google.com/calendar/ical/5ub4i6oilcoqcchn649qj2v7oc%40group.calendar.google.com/public/basic.ics

Il programma svolto è riportato nel registro delle lezioni; gli argomenti caratterizzanti sono indicati di seguito (in inglese) in forma categorizzata. 

Descrizione da aggiornare (modalità descritta durante la prima lezione).

Il materiale didattico del corso è riportato sul MS Teams a cura del docente.
Tutti coloro che abbiano bisogno di un compendio delle nozioni basilari di biologia molecolare richieste per seguire al meglio il corso, possono far riferimento a:
Lawrence Hunter, Molecular biology for computer scientists
ch. in Artificial intelligence and molecular biology (1993): 1-46.

Testi (per approfondimenti):
 
  T1 - Titolo    Python for Biologists
           Autore     Martin Jones
           Editore   CreateSpace Independent Publishing Platform; 1° edizione (7 settembre 2013)
           ISBN        978-1492346135
           Note        Testo con riferimenti a problemi di tipo biologico




  T2 - Titolo    Fondamenti di bioinformatica
           Autori     M. Citterich, F.Ferrè, G. Pavesi, C. Romualdi, G.Pesole
           Editore   Zanichelli
           ISBN        9788808621122
           Note        Testo con molti dettagli di tipo biologico (solo parzialmente coperti in questo corso)





Esercitazioni:

La versione di Python utilizzata nel corso è la 3.x, ma si presentano le caratteristiche della 2.7. L'ambiente di sviluppo di riferimento è Spyder. Si consiglia di utilizzare la versione integrata nella distribuzione Anaconda (v. sezione "LINKS").


Miscellanea:

 G1 - glossario di alcuni termini bionformatici (portale ROSALIND)

 Seq0 - Sequenze: DNA mitocondriale umano (FASTA)

 L1 - pythontutor.com - sito web interattivo per la visualizzazione dell'esecuzione di codice Python

 C0 - Implementazione Python di Needleman-Wunsch + esempi - allineamento_globale.zip

 M0 - asn.pdb asparagina - gly.pdb glicina - phe.pdb fenilalanina - pro.pdb prolina

 M1 - 1hho.pdb emoglobina (oxi) - 2hhb.pdb emoglobina (deoxi)

 L2 - pagina web con nozioni di base di molecular mechanics

 L3 -  animazione con esempio di modi normali di vibrazione molecolare

 T1 - tutorial sulla libreria matplotlib

 D1 - descrizione dei formati dei file usati da NAMD

Python	SciPy               NumPy for Matlab users
	inoltre: NAMD e tutorial

Una lista degli strumenti software più utilizzati nel settore della proteomica si può trovare sul sito di ExPASy.

Chi è interessato a impieghi nel settore della bioinformatica e della biologia computazionale può consultare le pagine dedicate a cura della BITS, di ISBC e di bioinformatics.org

I dettagli riguardanti lo svolgimento di ciascun progetto devono essere concordati con il docente.