ID:
SCV0717
Durata (ore):
52
CFU:
6
SSD:
BIOCHIMICA
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (24/02/2025 - 20/06/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Questo insegnamento concorre al raggiungimento degli Obiettivi Formativi del CdS in Scienze Biologiche, in quanto intende fornire allo studente una visione ampia e aggiornata della bioinformatica e dei suoi principali campi di applicazione. L'intenzione generale dell'insegnamento è quella di fornire allo studente gli strumenti per comprendere le basi della bioinformatica classica, intesa come analisi di sequenze biologiche, nucleotidiche e proteiche. Non limitandosi a questo, il corso ha l’obiettivo di illustrare gli approcci bioinformatici applicati all’evoluzione molecolare, all'assemblaggio e annotazione di genomi, alla modellazione strutturale delle proteine e all’interpretazione funzionale di dataset omics, fornendo anche basi generali sulle modalità di analisi del dato biologico. Le attività pratiche svolte in laboratorio informatico sono parte integrante e fondamentale dell’insegnamento.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
L'obiettivo principale dell'insegnamento è di fornire allo studente conoscenze e abilità pratiche che siano applicabili anche ad altre materie di studio e, in un contesto più ampio, alla sua attività professionale.
Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di:
1. Conoscere l'architettura di un calcolatore e il suo funzionamento di base.
2. Conoscere le basi dell'approccio statistico per l'analisi di dati biologici.
3. Interrogare banche di dati biologici ed esportare i risultati della ricerca.
4. Conoscere gli algoritmi ed applicare le procedure per l'analisi e il confronto, mediante allineamento, di sequenze biologiche.
5. Conoscere e comprendere i meccanismi di evoluzione molecolare delle sequenze e delle strutture biologiche.
6. Utilizzare strumenti bioinformatici per la ricostruzione di relazioni filogenetiche.
7. Conoscere gli approcci per l'assemblaggio e l'annotazione di genomi.
8. Conoscere i metodi per l'analisi, la determinazione sperimentale e la predizione delle strutture tridimensionali delle macromolecole biologiche (acidi nucleici e proteine).
9. Conoscere gli approcci metodologici ed utilizzare i tools bioinformatici per l'analisi di dati di espressione mediante strumenti di systems biology.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
L'obiettivo principale dell'insegnamento è di fornire allo studente conoscenze e abilità pratiche che siano applicabili anche ad altre materie di studio e, in un contesto più ampio, alla sua attività professionale.
Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di:
1. Conoscere l'architettura di un calcolatore e il suo funzionamento di base.
2. Conoscere le basi dell'approccio statistico per l'analisi di dati biologici.
3. Interrogare banche di dati biologici ed esportare i risultati della ricerca.
4. Conoscere gli algoritmi ed applicare le procedure per l'analisi e il confronto, mediante allineamento, di sequenze biologiche.
5. Conoscere e comprendere i meccanismi di evoluzione molecolare delle sequenze e delle strutture biologiche.
6. Utilizzare strumenti bioinformatici per la ricostruzione di relazioni filogenetiche.
7. Conoscere gli approcci per l'assemblaggio e l'annotazione di genomi.
8. Conoscere i metodi per l'analisi, la determinazione sperimentale e la predizione delle strutture tridimensionali delle macromolecole biologiche (acidi nucleici e proteine).
9. Conoscere gli approcci metodologici ed utilizzare i tools bioinformatici per l'analisi di dati di espressione mediante strumenti di systems biology.
Prerequisiti
Ai fini di un proficuo apprendimento, sono richieste solide conoscenze preliminari di Genetica, Biochimica e Biologia Molecolare.
Metodi didattici
Per l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità pratiche attese, il corso è articolato in lezioni frontali classiche in aula (5 crediti - 40 ore) ed esercitazioni pratiche in laboratorio informatico (1 credito - 12 ore).
Verifica Apprendimento
La verifica dell'apprendimento avviene mediante prova scritta nella seguente tipologia: cinque brevi domande a risposta aperta (valutate in un massimo di 6 punti ciascuna) e tre domande a scelta multipla (tre opzioni, di cui una sola giusta; +1 per risposta esatta, -1 per risposta errata e 0 per risposta lasciata in bianco). La valutazione è in trentesimi. Il raggiungimento di un punteggio compreso fra 31 e 33 garantisce la lode. Il tempo a disposizione per lo svolgimento della prova d'esame è di 2 ore. Oltre alla conoscenza dei contenuti è importante dimostrare, ai fini della valutazione, la capacità di selezionare correttamente ed organizzare discorsivamente i contenuti stessi. Il corso prevede solo una valutazione finale, senza includere valutazioni in itinere.
Contenuti
PARTE I (1 credito).
1. Introduzione a genomi, genomica, post-genomica e bioinformatica.
2. Informatica di base: architettura di un calcolatore, algoritmi e programmi, linguaggi di programmazione, server e web server.
3. Statistica essenziale.
4. Banche di dati biologici: bibliografiche, genomiche, di sequenze proteiche, di strutture proteiche, di motivi funzionali, di interazioni proteiche, di pathway.
PARTE II (2 crediti).
5. Confronto fra sequenze: meccanismi di evoluzione molecolare, allineamento di sequenze globale e locale a coppie, allineamento multiplo, ricerche per similarità in banca dati.
6. Alberi filogenetici: definizione e metodi per la costruzione.
PARTE III (3 crediti).
7. Genoma: determinazione della sequenza, ricostruzione e annotazione.
8. Trascrittoma: analisi qualitativa, quantitativa, funzionale e predizione della struttura.
9. Proteoma: determinazione della sequenza, descrittori di elementi funzionali, metodi sperimentali per la determinazione della struttura, metodi computazionali per la predizione della struttura, interazioni proteiche.
10. Omics e Systems Biology: complessità, proprietà emergenti, teoria dei grafi, network biologici, analisi di arricchimento funzionale.
1. Introduzione a genomi, genomica, post-genomica e bioinformatica.
2. Informatica di base: architettura di un calcolatore, algoritmi e programmi, linguaggi di programmazione, server e web server.
3. Statistica essenziale.
4. Banche di dati biologici: bibliografiche, genomiche, di sequenze proteiche, di strutture proteiche, di motivi funzionali, di interazioni proteiche, di pathway.
PARTE II (2 crediti).
5. Confronto fra sequenze: meccanismi di evoluzione molecolare, allineamento di sequenze globale e locale a coppie, allineamento multiplo, ricerche per similarità in banca dati.
6. Alberi filogenetici: definizione e metodi per la costruzione.
PARTE III (3 crediti).
7. Genoma: determinazione della sequenza, ricostruzione e annotazione.
8. Trascrittoma: analisi qualitativa, quantitativa, funzionale e predizione della struttura.
9. Proteoma: determinazione della sequenza, descrittori di elementi funzionali, metodi sperimentali per la determinazione della struttura, metodi computazionali per la predizione della struttura, interazioni proteiche.
10. Omics e Systems Biology: complessità, proprietà emergenti, teoria dei grafi, network biologici, analisi di arricchimento funzionale.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Altre informazioni
La modalità scelta per il ricevimento degli studenti è su appuntamento, richiesto tramite e-mail (marta.lualdi@uninsubria.it).
Corsi
Corsi
SCIENZE BIOLOGICHE
Laurea
3 anni
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Persone
Persone
Ricercatori a tempo determinato
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