BIOCHIMICA COMPUTAZIONALE
cod. 22409

Anno accademico 2008/09
2° anno di corso - Primo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Biochimica (BIO/10)
Field
Discipline biologiche e biologiche applicate
Tipologia attività formativa
Caratterizzante
40 ore
di attività frontali
5 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

Lo studente dovrà acquisire gli strumenti necessari per l'analisi in silico di DNA e proteine, anche attraverso l'utilizzo dell'informazione presente nei genomi completi.

Prerequisiti

<br />Nozioni fondamentali di Biologia molecolare e Biochimica.<br />Padronanza dell'utilizzo del computer e di Internet

Contenuti dell'insegnamento

<br />Introduzione: sequenze e strutture, gestione e analisi dei dati, dogma centrale, storia evolutiva delle sequenze, genoma. Evoluzione di DNA e proteine: Teoria neutrale, omologia, ortologia, paralogia, somiglianza, metriche per il confronto sequenze, PAM, divergenza, orologio molecolare, Ks, Ka, evoluzione accelerata, evoluzione convergente. Predizioni biochimiche: proprietà biochimiche prevedibili, motivi e segnali, evoluzione convergente di motivi, Prosite, ricerca di patterns, segnali di degradazione, PEST, protein sorting, sequenze segnale, sequenze di ancoraggio, glicosilazione, fosforilazione, ProtParam. Struttura di RNA e proteine: Tipi di strutture secondarie dell'RNA, hairpin, bulge, loop, pseudoknots, Minimum free energy, stacking energy, analisi di covarianza, predizione di strutture secondarie,PHD, accessibilità al solvente, classi, architetture, fold, CATH, SCOP, homology modelling, threading, Coiled coils, proteine di membrana, topologia transmembrana. Allineamento a coppie: allineamento combinatoriale, Dot plots, sequenze ripetute, algoritmo, programmazione dinamica, Needleman-Wunsh, Smith-Waterman, gap penalty, significatività. Allineamento multiplo: Usi dell'allineamento multiplo, MSA, Allineamento progressivo, CLUSTALW, Allineamento iterativo, PRRP, BAliBASE, profili, hidden markov models, profili HMM, Pfam, Sequence logos. Banche Dati e ricerca di omologia: entry, GenBank, SwissProt, PDB, Expressed Sequence Tags, IMAGE, SRS, Entrez, FASTA, BLAST, PSI-BLAST, significatività, sensibilità, selettività, copertura. Analisi filogenetica: tree of life, nomenclatura degli alberi filogenetici, cladogrammi, filogrammi, alberi ultrametrici, alberi rooted e unrooted, distanze aminoacidiche e nucleotidiche, UPGMA, Neighbour-joining, maximum likelihood, parsimonia, bootstrap. Genomi: mappe fisiche e mappe genetiche, DNA fingerprinting, BAC, metodi di sequenziamento genomico: “clone by clone” e WGS, assemblaggio, contig, scaffold, sequenze draft e finished, ORF, gene-finding. Genomica comparativa. Associazioni funzionali tra proteine dedotte da genomi completi.<br /> 

Programma esteso

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Bibliografia

<br /><br /><br />Introduzione alla bioinformatica G. Valle et al., Zanichelli, 2003<br /><br />Bioinformatics: Sequence and Genome analysis. D. W. Mount, CSHL Press, 2001<br /><br />Protein Evolution. L. Patty, Blackwell Science, 1999

Metodi didattici

<br />Insgnamento:<br />Lezioni orali, accompagnate da esercitazioni pratiche per l'insegnamento di programmi di analisi di sequenza in ambiente Windows e Linux.<br />Valutazione:<br />Lo studente dovrà presentare una relazione scritta con la caratterizzazione informatica di una proteina ipotetica presente nei genomi completi. Al giudizio sulla relazione seguirà un esame orale.

Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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