Bioinformatica e Allineamenti di Sequenze
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Questions and Answers

Qual è il significato strutturale dei gap nella sequenza analizzata?

  • Indicano semplicemente il punteggio massimo ottenuto nel calcolo.
  • Segnalano le somiglianze tra le sequenze analizzate.
  • Mostrano l'assenza di penalità nei calcoli degli allineamenti.
  • Rappresentano delle indel che indicano la presenza di loop tra α-eliche. (correct)
  • Qual è l'equazione utilizzata per calcolare il punteggio totale degli allineamenti?

  • Punteggio totale = Σ somiglianze + Σ penalità gap. (correct)
  • Punteggio totale = Σ somiglianze - Σ gap.
  • Punteggio totale = Σ penalità - Σ somiglianze.
  • Punteggio totale = Σ penalità + Σ somiglianze gap.
  • Come si calcola il numero delle operazioni dell'algoritmo dinamico utilizzato?

  • N = ∼ 2n3 = ∼ n3.
  • N = ∼ 4n2 = ∼ n2. (correct)
  • N = ∼ n log n.
  • N = ∼ n2 + n = ∼ n2.
  • Cosa rappresentano i segmenti orizzontali e verticali nel calcolo del punteggio?

    <p>I segmenti orizzontali rappresentano inserzioni nella sequenza in colonna.</p> Signup and view all the answers

    In che modo il punteggio più alto viene utilizzato per determinare gli allineamenti?

    <p>Viene utilizzato per ricostruire un percorso che torna verso il punteggio zero.</p> Signup and view all the answers

    Che cosa permette di analizzare FSSP?

    <p>L'allineamento delle proteine di struttura simili.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'obiettivo principale di Gene Ontology?

    <p>Unificare la nomenclatura e gli attributi dei prodotti genici.</p> Signup and view all the answers

    Cosa indica una regione 'conservata' nelle sequenze di DNA?

    <p>Una regione che mostra notevole condivisione dei residui.</p> Signup and view all the answers

    In quale modo SCOP organizza le strutture proteiche?

    <p>Gerarchicamente secondo criteri evolutivi e di similarità strutturale.</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo a CATH?

    <p>CATH offre una classificazione strutturale simile a SCOP basata su confronti di strutture.</p> Signup and view all the answers

    Quale meccanismo non è implicato nella speciazione molecolare?

    <p>Rappresentazione tridimensionale delle proteine.</p> Signup and view all the answers

    Che cosa è PDBsum?

    <p>Un'analisi sintesi delle informazioni correlate alle proteine.</p> Signup and view all the answers

    Cosa si intende per 'scorrimento a finestra' nel confronto delle sequenze?

    <p>Un approccio per confrontare regioni specifiche di sequenze su un intervallo.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la principale caratteristica delle reti di tipo peer-to-peer?

    <p>Ogni computer agisce sia come client che come server.</p> Signup and view all the answers

    Quale protocollo di comunicazione è utilizzato su Internet?

    <p>Commutazione di pacchetto.</p> Signup and view all the answers

    In che modo i protocolli sono organizzati per garantire comunicazioni efficaci?

    <p>Esiste una gerarchia dove i protocolli di alto livello si appoggiano a quelli di basso livello.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il livello più basso del modello OSI?

    <p>Fisico.</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta il livello di applicazione nel modello OSI?

    <p>Il software di comunicazione che l'utente utilizza.</p> Signup and view all the answers

    Quale aspetto è fondamentale nelle reti senza nodi di controllo?

    <p>L'intelligenza distribuita ai singoli nodi.</p> Signup and view all the answers

    A cosa serve il protocollo di trasporto?

    <p>Determinare come devono essere traslocati i dati.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il compito principale della presentazione nel modello OSI?

    <p>Tradurre e formattare i dati per l'applicazione.</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade quando un'e-mail viene inviata secondo la pila OSI?

    <p>Il processo è inverso rispetto a quello di invio.</p> Signup and view all the answers

    Quale matrice assegna un punteggio positivo per le identità e negativo per le discrepanze?

    <p>Matrice BLAST</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta la matrice di transizione - trasversione?

    <p>Probabilità relative ai cambiamenti tra specifiche basi</p> Signup and view all the answers

    Qual è lo score minimo associato a una transizione nella matrice di transizione - trasversione?

    <p>-1</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione è vera riguardo alla matrice identità?

    <p>Assegna un punteggio di 1 per identità</p> Signup and view all the answers

    Cosa implica l'uso di una metrica biochimica per il confronto delle proteine?

    <p>Raggruppare gli amminoacidi in categorie di similarità</p> Signup and view all the answers

    Quale matrice è progettata per gli allineamenti locali?

    <p>Matrice BLAST</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio la funzione della matrice di score di mismatch?

    <p>Assegna punteggi negativi per discrepanze tra sequenze</p> Signup and view all the answers

    Nella matrice di transizione - trasversione, quale è considerato uno score negativo maggiore?

    <p>-5</p> Signup and view all the answers

    Nel confronto delle proteine, che effetto ha una sostituzione di un amminoacido carico con un amminoacido neutro?

    <p>Modifica il microambiente e la fitness</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni sulla risoluzione ottimale dei problemi euristici è corretta?

    <p>La risoluzione ottimale è talvolta impossibile o troppo costosa.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la caratteristica principale delle reti unidirezionali?

    <p>Trasmettono informazioni solo in una direzione.</p> Signup and view all the answers

    Quale tra le seguenti è una caratteristica delle reti LAN?

    <p>Collegano dispositivi a breve distanza tra loro.</p> Signup and view all the answers

    Cosa definisce la velocità di trasmissione delle reti?

    <p>Il mezzo fisico lungo il quale le informazioni si propagano.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la principale differenza tra MAN e WAN?

    <p>Le WAN coprono aree più ampie rispetto alle MAN.</p> Signup and view all the answers

    Qual è un esempio di dispositivo di I/O utilizzato nelle reti di computer?

    <p>Modem.</p> Signup and view all the answers

    Perché gli algoritmi euristici sono spesso preferiti per la risoluzione di problemi complessi?

    <p>Richiedono meno tempo e risorse computazionali.</p> Signup and view all the answers

    Qual è una delle principali funzioni dei protocolli nelle reti?

    <p>Gestire le comunicazioni tra i nodi.</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresentano i nodi in una rete di comunicazione?

    <p>I punti di intersezione delle informazioni.</p> Signup and view all the answers

    In quale situazione l'utilizzo di metodi euristici è giustificato?

    <p>Quando la soluzione ottimale può richiedere troppo tempo.</p> Signup and view all the answers

    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.

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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.

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