Docente/i: Paolo Magni  

Denominazione del corso: Bioinformatica
Codice del corso: 064114
Corso di laurea: Ingegneria Biomedica
Settore scientifico disciplinare: ING-INF/06
L'insegnamento è caratterizzante per: Ingegneria Biomedica
Crediti formativi: CFU 5
Sito web del corso: http://aimed11.unipv.it/iscrizioni/main.htm

Obiettivi formativi specifici

La Bioinformatica è una nuova disciplina che nasce dall'integrazione fra la Biologia e l'Informatica allo scopo di utilizzare e diffondere il notevole patrimonio di conoscenze rese disponibili dai recenti sviluppi della biologia molecolare e della genetica. Il corso si propone di introdurre lo studente alle principali problematiche relative allo sviluppo di adeguati strumenti computazionali per la soluzione di problemi derivanti dall'analisi di sequenze biologiche (DNA, RNA). L'obiettivo principale del corso è quello di fornire allo studente un inquadramento sistematico del problema, in un settore caratterizzato da una recente e rapida evoluzione, oltre gli strumenti necessari per poter affrontare svariati problemi nell'ambito della biologia molecolare. Da un punto di vista metodologico verranno introdotti gli Hidden Markov Models e gli algoritmi EM. Questo corso fornisce le conoscenze di base per chi vuole sfruttare le opportunità offerte dal recente sviluppo della Bioinformatica.

Programma del corso

Introduzione alla bioinformatica
Cos’è e perché è importante

Richiami di biologia molecolare
Struttura delle molecole biologiche, duplicazione ed espressione dell’informazione genica.

Perl
Introduzione e descrizione delle caratteristiche fondamentali del linguaggio.

Tecniche per lo studio della struttura e della funzione genica
Sequenziamento, analisi di genomi, del trascriptoma e del proteoma.

Base dati di sequenze di DNA e di proteine
Loro organizzazione, come accedervi e sottomettere nuove sequenze.

Internet, il progetto Genoma Umano, le banche dati biologiche

Stumenti metodologici
Hidden Markov models e algoritmi EM.

Confronto di sequenze biologiche
L'importanza del confronto di sequenze biologiche. La distanza di edit tra due sequenze. Allineamento di due sequenze, allineamento multiplo. La programmazione dinamica per la costruzione dell'allineamento. Ricerca di similarita' nelle banche dati.

Le matrici di DNA
Lo studio dell’espressione genica. Tecniche di misura e di analisi dati.

Altri argomenti
Nelle ultime lezioni saranno presentati alcuni argomenti di ricerca di particolare attualita'.

Esercitazioni
Esempi di applicazione delle metodologie studiate per la risoluzione di alcuni problemi specifici.

Laboratori
Analisi individuale di uno o più casi di studio in aula computer.

Prerequisiti

Nozioni base di statistica e di biologia.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 27
Esercitazioni (ore/anno in aula): 13
Attività pratiche (ore/anno in aula): 12

Materiale didattico consigliato

Materiale distribuito dal docente agli iscritti alla mailing list del corso.

G. Valle, M. Helmer Citterich, M. Attimonelli, G. Pesole. Introduzione alla bioinformatica. Zanichelli, 2003.

A. M. Lesk. Introduzione alla Bioinformatica. McGraw-Hill, 2004.

L. H. Hartwell, L. Hood, M. L. Goldberg, A. E. Reynolds, L. M. Silver, R.C. Veres. Genetica . McGraw-Hill, 2004. Consultazione.

Biondi, Grattarola, Magenes, Stefanelli, Tagliasco. Analisi e modifica di biomolecole e cellule. Patron, 2000. Consultazione.

B. Alberts, A. Johmson, J. Lewis, M.Raff, R. Keith, P. Walter. Biologia molecolare della cellula. Quarta edizione, Zanichelli, 2004. Consultazione: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=Books (Terza edizione, accessibile on line in inglese).

H. Lodish, A. Berk, S. Zipursky, P. Matsudaira, D. Baltimore, J.E.Darnell. Biologia molecolare della cellula. Seconda edizione italiana condotta sulla quarta edizione americana, Zanichelli, 2002. Consultazione. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=Books (Accessibile on line in inglese).

Modalità di verifica dell'apprendimento

Prova finale orale che prevede anche una breve presentazione di approfondimento (20 min. circa) su un argomento inerente al corso liberamente scelto dello studente.