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Enrolled
Bioinformatica
 

Docente: P. Bonizzoni

Crediti: 6 CFU

Descrizione e Programma del Corso

Conoscenze: il corso si propone di introdurre lo studente ad un recente settore di applicazione dell'Informatica noto come Bioinformatica o Biologia Computazionale: 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 le conoscenze algoritmiche per poter affrontare la soluzione e lo studio di problemi classici su sequenze, grafi ed alberi in Bioinformatica.

Abilità: capacità di disegnare algoritmi esatti o approssimanti per la soluzione di semplici problemi di ottimizzazione su sequenze, alberi e grafi che vengono utilizzati per risolvere problematiche in bioinformatica. Capacità di utilizzo dei programmi disponibili in Internet per lo studio delle sequenze biologiche (DNA, RNA).

Programma:

  • Introduzione alla biologia computazionale: motivazioni e metodologie.
  • Nozioni introduttive di teoria degli algoritmi: problemi NP-completi, problemi di ottimizzazione, algoritmi di approssimazione.
  • La ricerca di un pattern in un testo: il problema generale del matching esatto.
  • Gli alberi suffisso e la loro applicazione nella ricerca di ripetizioni nelle sequenze biologiche. Palindromi, ripetizioni e tandem repeats: algoritmi.
  • L'importanza del confronto di sequenze biologiche. La distanza di edit tra due sequenze. Allineamento di due sequenze, allineamento multiplo di sequenze. La programmazione dinamica per la costruzione dell'allineamento. Allineamento con alberi.
  • Lo splicing alternativo e la predizione della struttura esoni/introni delle sequenze genomiche.
  • Alberi evoluzionari. Ricostruzione della storia evolutiva di specie con alberi evoluzionari: metodi principali.
  • Riarrangiamento genomico. La ricostruire dell'evoluzione genomica tramite lo studio di problemi combinatori di ordinamento. Ordinamento per inversione e trasposizione: algoritmi e complessità.
  • Il linguaggio di programmazione Perl ed utilizzo nell'analisi di biosequenze.
  • Le banche dati e i principali programmi per il confronto sequenze e la ricostruzione di alberi evoluzionari (FAST, BLAST, PHYLIP).

Vai al sito web del corso

Further readings
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