Corso
BIOINFORMATICA
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AA 2023/2024 Docenti: Alessio Bechini (titolare) Codice: 688II CFU: 6 ![]() 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").
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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: 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): ![]() 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 ![]() 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
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. A.A. 2014/2015 - 12/06/2015 03/07/2015 24/07/2015 11/09/2015 15/01/2016 04/02/2016 23/02/2016 A.A. 2015/2016 - 08/06/2016 29/06/2016 20/07/2016 12/09/2016 11/01/2017 31/01/2017 20/02/2017 A.A. 2016/2017 - 08/06/2017 29/06/2017 20/07/2017 20/09/2017 11/01/2018 01/02/2018 19/02/2018 A.A. 2017/2018 - 07/06/2018 28/06/2018 13/09/2018 10/01/2019 31/01/2019 18/02/2019 A.A. 2018/2019 - 06/06/2019 18/07/2019 17/09/2019 10/01/2020 30/01/2020 20/02/2020 Curiosità
I link in questa sezione si riferiscono a iniziative inerenti gli argomenti trattati nel corso. Animazione algoritmo di
Nussinov - visualizzazione didattica sviluppata come
progettino di esame (Favale/Vivaldi); versione .exe
Note
L'immagine nella parte destra dell'intestazione mostra un particolare dell'aggancio sul DNA della proteina "lac repressor", con funzioni di regolazione genetica in E. Coli (TCB - Univ. of Illinois at Urbana-Champain) L'immagine di sfondo nella colonna del menù a sinistra riporta una porzione di un modello dell'insulina ottenuto con il software VMD. L'immagine nella sezione della descrizione del corso è un "tag cloud" di alcuni termini ricorrenti in articoli di bioinformatica. |