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Questions and Answers
Qual è il significato strutturale dei gap nella sequenza analizzata?
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Qual è l'equazione utilizzata per calcolare il punteggio totale degli allineamenti?
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Come si calcola il numero delle operazioni dell'algoritmo dinamico utilizzato?
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Cosa rappresentano i segmenti orizzontali e verticali nel calcolo del punteggio?
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In che modo il punteggio più alto viene utilizzato per determinare gli allineamenti?
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Che cosa permette di analizzare FSSP?
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Qual è l'obiettivo principale di Gene Ontology?
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Cosa indica una regione 'conservata' nelle sequenze di DNA?
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In quale modo SCOP organizza le strutture proteiche?
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Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo a CATH?
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Quale meccanismo non è implicato nella speciazione molecolare?
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Che cosa è PDBsum?
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Cosa si intende per 'scorrimento a finestra' nel confronto delle sequenze?
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Qual è la principale caratteristica delle reti di tipo peer-to-peer?
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Quale protocollo di comunicazione è utilizzato su Internet?
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In che modo i protocolli sono organizzati per garantire comunicazioni efficaci?
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Qual è il livello più basso del modello OSI?
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Cosa rappresenta il livello di applicazione nel modello OSI?
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Quale aspetto è fondamentale nelle reti senza nodi di controllo?
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A cosa serve il protocollo di trasporto?
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Qual è il compito principale della presentazione nel modello OSI?
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Cosa accade quando un'e-mail viene inviata secondo la pila OSI?
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Quale matrice assegna un punteggio positivo per le identità e negativo per le discrepanze?
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Cosa rappresenta la matrice di transizione - trasversione?
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Qual è lo score minimo associato a una transizione nella matrice di transizione - trasversione?
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Quale affermazione è vera riguardo alla matrice identità?
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Cosa implica l'uso di una metrica biochimica per il confronto delle proteine?
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Quale matrice è progettata per gli allineamenti locali?
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Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio la funzione della matrice di score di mismatch?
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Nella matrice di transizione - trasversione, quale è considerato uno score negativo maggiore?
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Nel confronto delle proteine, che effetto ha una sostituzione di un amminoacido carico con un amminoacido neutro?
Nel confronto delle proteine, che effetto ha una sostituzione di un amminoacido carico con un amminoacido neutro?
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Quale delle seguenti affermazioni sulla risoluzione ottimale dei problemi euristici è corretta?
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Qual è la caratteristica principale delle reti unidirezionali?
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Quale tra le seguenti è una caratteristica delle reti LAN?
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Cosa definisce la velocità di trasmissione delle reti?
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Qual è la principale differenza tra MAN e WAN?
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Qual è un esempio di dispositivo di I/O utilizzato nelle reti di computer?
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Perché gli algoritmi euristici sono spesso preferiti per la risoluzione di problemi complessi?
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Qual è una delle principali funzioni dei protocolli nelle reti?
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Cosa rappresentano i nodi in una rete di comunicazione?
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In quale situazione l'utilizzo di metodi euristici è giustificato?
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Study Notes
Bioinformatica - Appunti del Corso
- Docente: Blasco Morozzo della Rocca
- Anno accademico: 2019-2020
- Corso di Laurea: Biotecnologie
- Autore degli appunti: Simone Dogali e Nunzia Santini
- Istituzione: Università degli Studi di Roma Tor Vergata
- Introduzione alla Bioinformatica: La bioinformatica è una scienza multidisciplinare che si colloca all'incrocio tra biologia, chimica, matematica, fisica e informatica. Analizza l'informazione biologica utilizzando metodi computazionali per formulare ipotesi sui processi della vita. Si avvale anche delle scienze dell'informazione per gestire e trattare i dati biologici.
Rapporto tra Biologia e Bioinformatica
- L'approccio bioinformatico è spesso riduzionistico, partendo dalla riduzione della complessità strutturale per poi analizzare i singoli componenti
- Questo approccio, pur utile, semplifica e comprime le informazioni, perdendo alcune sfumature cruciali del macro-evento che è la vita.
- Necessaria une integrazione olistico-riduttiva per uno studio più completo della vita.
Ambiti di Applicazione della Bioinformatica
- Analisi di sequenze
- Design di inibitori
- Analisi di strutture
- Predizione di strutture
- Design di molecole proteiche
- Design di librerie combinatoriali
- Sviluppo di strumenti (software)
- Gestione dei dati
Cenni Storici
- Nasce negli anni '80, in concomitanza con lo sviluppo dei metodi rapidi di sequenziamento degli acidi nucleici.
- Prima erano necessari grandi calcolatori, in quanto il quantitativo di dati da analizzare era enorme
- Oggi i database sono accessibili online e contengono più nucleotidi del numero di stelle presenti nella Via Lattea.
Cenni sui Computer
- I computer sono gli strumenti fondamentali della bioinformatica, in quanto sono gli unici in grado di gestire l'enorme quantità di dati biologici.
- Hanno soppiantato l'uomo nel ruolo di calcolatore a causa della loro maggiore efficienza, velocità, accuratezza e capacità di immagazzinare dati.
Dati e Informazioni
- I dati sono input grezzi per i computer.
- L'informazione è la forma elaborata, significativa e utile dei dati.
Linguaggio dei Computer
- Utilizzano il linguaggio binario, composto da 0 e 1 (bit).
- Ogni operazione, dal processamento dei file audio a scrivere testi, viene tradotta in questo linguaggio.
Componenti di un Computer
- Hardware: componenti fisiche (monitor, scheda madre, processore, RAM, ecc.)
- Software: programmi e istruzioni che permettono all'hardware di funzionare.
- Firmware: software proprietario impostato nella ROM, che gestisce le operazioni base durante l'avvio del computer.
Reti di Computer
- Utilizzano mezzi di trasmissione (cavi, onde radio, fibre ottiche).
- Diverse tipologie di topologia: stella, anello, bus, peer-to-peer...
- Utilizzano protocolli di comunicazione per lo scambio di informazioni: TCP/IP, che suddivide le informazioni in pacchetti per una maggiore efficacia
- Il DNS converte i nomi di dominio in indirizzi IP, necessari per la connessione ad internet.
Protocolli di Comunicazione
- Un insieme di regole per lo scambio di dati in una rete.
- Sono strutturati in livelli (OSI) per un maggiore controllo e semplicità di gestione.
Database Biologici
- HTML: linguaggio per la formattazione di pagine web.
- XML: linguaggio per descrivere e organizzare i dati in modo strutturato (un'estensione di HTML).
- Database genomici: GenBank (NCBI), EMBL, DDBJ (contengono dati su sequenze di DNA e proteine).
- Metodi per interrogare i database biologici: ricerche testuali, ricerche per similarità (Blast, Fasta), ricerche bibliografiche.
Classificazione degli Organismi Viventi
- Utilizzano una gerarchia tassonomica (Dominio, Regno, Phylum...).
- Sistema Linneano, riletto alla luce della Teoria dell'Evoluzione.
Algoritmi
- Procedimento sistematico, con numeri finiti di passi elementari, per risolvere un problema.
- Algoritmi esatti (complessità elevata) oppure euristici (approssimative, ma più veloci).
Allineamento di Sequenze
- Allineare sequenze per trovare regioni di similarità, che possono suggerire omologia (origine evolutiva comune).
- L'omologia è quantitativa, misurabile attraverso un grado di similarità che può essere rilevato mediante matrici di punteggio di sostituzione: simile ad un tipo matrice di correlazione..
- I tipi diversi di allineamento sono: globale, locale e multipli .
- Le matrici di punteggio descrivono la similarità tra amminoacidi o nucleotidi.
Matrici di Sostituzione
- Identificano similarità e differenze tra aminoacidi.
- PAM: basate su mutazioni osservate in proteine correlate.
- BLOSUM: basate su blocchi di allineamento di sequenze proteiche.
Database di Strutture Proteiche
- Struttura tridimensionale delle proteine.
- PDB (Protein Data Bank)
Predizione Strutturale
- Predire la struttura proteica tridimensionale (3D) partendo dalla sequenza aminoacidica.
- Due metodi principali: per omologia e Ab initio .
- Metodo per omologia: si sfruttano le informazioni di proteine simili (templati) già note per ipotizzare la struttura della proteina.
Dinamica Molecolare (MD)
- Simulazioni computazionali per studiare il movimento delle molecole nel tempo.
- Utile per comprendere il ripiegamento proteico e le interazioni proteina-ligando.
Docking Molecolare
- Predire l'interazione tra due composti (proteina-ligando).
- Si possono simulare due approcci diversi: interazione della superficie (tra superficie del recettore e ligano), dinamica molecolare.
Ricerca del Miglior Allineamento
- Usando la matrice di sostituzione (BLOSUM62), si cerca l'allineamento più probabile.
Studying That Suits You
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Description
Questo quiz esplora concetti fondamentali nella bioinformatica come gli allineamenti di sequenze, i punteggi di allineamento e le tecniche per l'analisi delle strutture proteiche. Gli argomenti trattati includono terminologia chiave come Gene Ontology, SCOP e le operazioni degli algoritmi dinamici. Mettiti alla prova e approfondisci le tue conoscenze in questo campo affascinante.