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Per gli Studenti
Bioinformatica (2° anno)

Codice insegnamento: F1801Q025

Docente:
Paola Bonizzoni

OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso si propone di introdurre lo studente ad un recente settore di applicazione dell'Informatica noto come Bioinformatica: questa nuova disciplina è nata dalla crescente necessità nell'ambito della Biologia Molecolare di sviluppare adeguati strumenti computazionali per la soluzione di molteplici problemi, principalmente derivanti dall'analisi di sequenze biologiche (DNA, RNA).

L'obiettivo principale del corso è quello di fornire allo studente le conoscenze algoritmiche per poter affrontare la soluzione e lo studio di problemi classici di analisi e confronto di sequenze biologiche e di alberi evoluzionari.  

ABILITA’ SPECIFICHE:

  • saper progettare   la soluzione algoritmica di problemi di analisi di sequenze biologiche o di confronto e ricostruzione di alberi filogenetici
  • saper  modellare la soluzione di problemi biologici su sequenze genomiche mediante la formulazione di problemi combinatori
  • saper utilizzare le banche dati genomiche per estrarre le informazioni di interesse sul genoma umano

CONTENUTI:

  • Introduzione alla biologia computazionale: motivazioni e metodologie.
  • L'importanza del confronto ed analisi di sequenze biologiche. Tecniche di allineamento multiplo di    sequenze (allineamento globale e  locale). Algoritmi per  l’allineamento di sequenze nella predizione della struttura di un gene (splicing alternativo). 
  • La ricerca di motivi in sequenze biologiche.  Il problema generale del matching esatto. Gli alberi suffisso e la loro applicazione nella ricerca di ripetizioni nelle sequenze biologiche.
  • Lo studio delle variazioni (mutazioni) geniche nella popolazione. Alberi evoluzionari. Ricostruzione della storia evolutiva di specie con alberi evoluzionari: metodi principali.  L'aplotipizzazione di individui: metodi combinatori basati sul modello coalescente e il criterio di massima parsimonia.
  • Internet e il Progetto Genoma Umano. Le banche dati e il software per l’analisi del genoma.

 

Aims:

The course is introductory to the  recent field of Bioinformatics: this new recent discipline   has grown exponentially in the last years due to need of  developing of computational tools for solving problems  in Molecular Biology, some of them related to the analysis of biological sequences (DNA, RNA).

The course aims to provide the basic algorithmic techniques to solve classical problems for the    analysis and comparison of sequences and evolutionary trees.

Expertise:

the course aims to provide the following expertises:

  • ability to design algorithmic solutions for basic problems of sequence analysis and comparison and problems for reconstructing phylogenetic trees,
  • ability to formalize simple computational problems solving biological issues related to sequence analysis,
  • ability to extract genomic data from  genome databases and to use software tools made available from the main genome browsers (UNIGENE, Ensemble).

Contents:

  • Introduction to Computational Biology: motivations and methods.
  • Sequence analysis and comparison: the computational problem of multiple sequence alignment
  • (global, local and semi-global). Algorithms for sequence alignment and the prediction of the gene structure (alternative splicing).
  • Motif research in biological sequences. The pattern matching problem. Suffix-trees  and their applications.
  • The reconstruction of evolutionary trees. Characters  and distance based  methods.
  • The study of genetic variations from population  data. The haplotyping problem: combinatorial methods using the coalescent model.
  • Internet and the human genome project. Genome databases and software tools for genome analysis.
Approfondimenti

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redazioneweb@disco.unimib.it - ultimo aggiornamento di questa pagina 11/10/2011