Corso di Bioinformatica - Introduzione
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Questions and Answers

Qual è l'importanza dell'analisi filogenetica nello studio dell'evoluzione?

  • Non ha alcun valore pratico in medicina.
  • Permette di ricostruire la filogenesi delle varie specie. (correct)
  • Si concentra esclusivamente sulle mutazioni casuali.
  • Identifica solo le specie estinte.

    • Quali risorse storiche sono state utilizzate per la distribuzione delle sequenze biologiche?

  • Manoscritti medievali
  • Nastri per computer (correct)
  • Videocassette
  • Tabelle Excel

    • In che modo il progetto del Genoma Umano ha influenzato la progettazione di nuovi farmaci?

  • Ha esclusivamente effetti negativi sulla genomica.
  • Ha ridotto l'importanza della bioinformatica.
  • Rende obsoleti i metodi tradizionali di scoperta dei farmaci.
  • Permette di ricavare caratteristiche per le biomolecole. (correct)

    • Qual è la lunghezza approssimativa del genoma umano in termini di basi?

    <p>3,2 * 10^9</p> Signup and view all the answers

    Qual è la relazione tra le mutazioni casuali e l'evoluzione delle specie?

    <p>Le mutazioni casuali possono portare a vantaggi di sopravvivenza che si diffondono.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la percentuale di DNA simile tra gli esseri umani e gli scimpanzé?

    <p>98%</p> Signup and view all the answers

    Qual è la quantità di dati che può essere immagazzinata in un grammo di DNA?

    <p>215 Petabyte</p> Signup and view all the answers

    Quale metodo è necessario per il recupero di informazioni dai dati biologici?

    <p>Recupero automatico</p> Signup and view all the answers

    Qual è il numero medio di geni codificanti presenti nel genoma di Homo sapiens per 100Kb?

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

    Qual è una delle problematiche da affrontare nell'analisi dei dati biologici?

    <p>Archiviazione di enormi moli di dati</p> Signup and view all the answers

    Quale fenomeno fa parte dei principi dell'evoluzione?

    <p>Le specie viventi sono correlate tramite progenitori comuni</p> Signup and view all the answers

    Che cosa caratterizza l'informazione secondo la teoria dell'informazione di Shannon?

    <p>È una misura dell'ordine e dell'organizzazione</p> Signup and view all the answers

    Qual è la percentuale di DNA umano che ha origine virale?

    <p>8%</p> Signup and view all the answers

    Quale di queste affermazioni è corretta riguardo alla bioinformatica?

    <p>Richiede l'uso di strumenti per l'analisi e la gestione dei dati.</p> Signup and view all the answers

    Chi ha sviluppato un metodo per allineare due sequenze aminoacidiche?

    <p>Needleman e Wunsch</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'importanza della sequenza di una proteina secondo Anfinsen?

    <p>Fornisce tutte le informazioni necessarie per determinarne la struttura.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il principale obiettivo della progettazione di nuovi farmaci nella bioinformatica?

    <p>Disegnare inibitori per interazioni specifiche.</p> Signup and view all the answers

    Nel contesto della bioinformatica, il modello di evoluzione sviluppato da Margareth Dayhoff è utile per:

    <p>Calcolare la probabilità che due sequenze siano omologhe.</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione è vera riguardo alle basi di dati biologici come la PDB?

    <p>Conservano tutte le strutture note di proteine.</p> Signup and view all the answers

    La predizione di strutture di RNA è considerata:

    <p>Un'applicazione chiave nella bioinformatica moderna.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il focus principale dell'analisi filogenetica in bioinformatica?

    <p>Studi sulle sequenze di proteine e loro omologia.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Corso di Bioinformatica

    • Il corso di Bioinformatica si tiene dal 1° ottobre al 17 dicembre 2022, con lezioni il martedì dalle 11 alle 13.
    • Le esercitazioni si terranno il giovedì dalle 14:30 alle 16:30 o dalle 16:30 alle 18:00, a partire dal 17 ottobre.
    • Il docente è Morozzo della Rocca Blasco.
    • L'indirizzo email del docente è: [email protected] e [email protected].
    • Il numero di telefono è 06 72594368.
    • Il ricevimento del docente è il mercoledì dalle 15 alle 16 nella stanza 368-Dente H1 - Biologia.
    • L'appuntamento per il ricevimento è obbligatorio, altrimenti è possibile contattare il docente tramite Teams.
    • Testi consigliati (non obbligatori):
      • "Bioinformatica, dalla sequenza alla struttura delle proteine" di S. Pascarella e A. Paiardini, Ed. Zanichelli 2013.
      • "Fondamenti di bioinformatica" di Citterich, Ferrè et al., Ed. Zanichelli 2018.
    • Materiali del corso:
      • Le slide delle lezioni sono accessibili online sul canale Teams con il codice 8m6vzlp.
      • Gli studenti dovranno procurarsi uno smartphone con un po' di traffico dati per accedere ai materiali.
    • Esame:
      • Un test in itinere dal 5 al 12 novembre.
      • Un esame scritto il 19 dicembre.
      • Un orale facoltativo per chi desidera rivedere il compito e modificare il voto.
    • Media ponderata: il voto finale per il corso integrato di Biologia Molecolare sarà mediato ponderatamente con il modulo di Biologia.
    • Definizione di media ponderata:
      • A. sum_i (xi^2)
      • B. sum_i (xi - xm) / N
      • C. [Sum_j(xj * pj)] / [sum_j(pj)]
      • D. sum_i (xi) / N (xi sono i voti dei moduli singoli e pi sono i pesi).

    Bioinformatica

    • La bioinformatica è una scienza che utilizza le metodologie delle scienze dell'informazione per trattare e analizzare i dati biologici.
    • Esempi di applicazioni: confronto di sequenze di caratteri (string matching) per confrontare sequenze di nucleotidi per scoprire se sono simili.
    • La bioinformatica può essere considerata una biologia molecolare computazionale.
    • Obiettivi: analizzare e predire la struttura, l'organizzazione, la funzione, la regolazione e la dinamica dell'intero genoma di un organismo.
    • La bioinformatica è una scienza multidisciplinare al crocevia di biologia, chimica, matematica, fisica e informatica, che analizza l'informazione biologica per formulare ipotesi sui processi della vita.

    Cenni storici

    • La bioinformatica nasce negli anni '80 in concomitanza con lo sviluppo dei metodi di sequenziamento rapido degli acidi nucleici.
    • Lo sviluppo delle tecniche del DNA ricombinante e di sequenziamento ha evidenziato la necessità di strumenti informatici per l'archiviazione e il processamento dei dati biologici.
    • Date importanti e relativi eventi (anni '50, '60, '70, '80, '90, 2000): l'articolo elenca diverse scoperte scientifiche chiave in diverse date che hanno contribuito allo sviluppo della bioinformatica.

    Quantità dei dati genomici

    • Negli anni '70, la sequenziazione di 150 nucleotidi richiedeva circa due mesi, ma ora è possibile sequenziare centinaia di milioni di nucleotidi al giorno a un costo molto basso.
    • In poche parole, grazie all'avanzamento tecnologico, un genoma umano intero può essere sequenziato in pochi giorni a un costo di circa 1000 euro.
    • In un grammo di DNA è possibile memorizzare 215 Petabyte di dati, ovvero 215 milioni di GIGA.

    Struttura di un gene

    • Descrizione visiva della struttura di un gene, mostrando le sequenze regolatrici, le regioni codificanti (gene) e le regioni non codificanti (UTR) per trascrizione e traduzione.
    • Differenze tra i geni modello 1 e 2 (splicing alternativo) relativi a trascrizione, splicing, traduzione, e le proteine.

    Database di sequenze

    • Distribuzione dei database di sequenze nel tempo (anni '60-'90, 2000, ...): l'articolo elenca database e i sistemi utilizzati per lo sviluppo, come libri, articoli, nastri, floppy disk, CD-ROM, FTP, WWW e DVD

    Analisi

    • Allineamenti e multiallineamenti, ricerca di similarità, evoluzione molecolare, filogenesi, genomica comparata, predizione di elementi regolatori, predizione di geni, predizione di strutture di RNA, interazioni tra proteine, simulazioni di dinamica molecolare, e progettazione di nuovi farmaci.

    Progetto Genoma Umano

    • Le molecole di DNA sono molecole lineari.
    • Può essere rappresentato come sequenza di caratteri usando l'alfabeto (A, T, C, G) che rappresentano le 4 basi.
    • Da un punto di vista informatico, per memorizzare un carattere (una base) si utilizza un byte.
    • Il genoma umano è approssimativamente di 3,2 * 10⁹ caratteri (basi), per memorizzarlo occorrono 3,2 * 10⁹ byte.
    • Questo è nell'ordine dei giga per una singola sequenza biologica.

    Recupero di informazioni

    • Tecniche per recuperare informazioni in modo automatico da banche dati biologiche, come l'utilizzo di interfacce, correlazione fra informazioni contenute in banche dati separate, e tecniche di cross-reference.

    Istituzioni

    • NCBI (National Center for Biotechnology Information): raccolta di risorse per l'accesso a numerosi database e software bioinformatici, tra cui il modulo Entrez per i database; National Library of Medicine and National Institutes of Health.
    • EBI (European Bioinformatics Institute): la banca dati di sequenze nucleotidiche e servizi per le analisi dei dati.

    Evoluzione

    • Principi evolutivi, mutazioni, selezione positiva e negativa.
    • I principi dell'evoluzione che spiegano come tutte le specie viventi si sono evolute da altre specie e hanno una origine comune.

    Altri argomenti

    • Geni codificanti per 100 kb.
    • Lunghezza media di geni (Kb) e mRNA (Kb).
    • Numero medio di introni per Kb.
    • Teoria dell'informazione (Shannon).
    • Informazione richiesta per un nucleotide.
    • Informazione contenuta in sequenze dinucleotidiche.
    • Quantità di ordine nel genoma umano.
    • Contenuto informativo dei genomi di specie.
    • Nuovi linguaggi, codifiche, sottocodifiche, rappresentazioni.

    Interazioni proteina-proteina

    • Le interazioni e reti di interazione proteina- proteina (Interattoma).

    Analizzando i dati

    • Applicazione di analisi genomiche, evolutive e di altre tipologie da cui ottenere molte informazioni.

    Pharmacogenomics

    • La risposta dell'individuo ai farmaci dipende dalle variazioni nei geni.

    Microarray

    • Utilizzo di DNA microarray per misurare l'espressione genica.

    Predizione della struttura secondaria e 3D di RNA

    • Metodi per effettuare la predizione di struttura secondaria e 3D di RNA.

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    Description

    Scopri i dettagli del corso di Bioinformatica che si svolge dal 1° ottobre al 17 dicembre 2022. Le lezioni e le esercitazioni si concentrano sull'analisi delle sequenze e delle strutture delle proteine. Scopri anche le informazioni sul docente e i testi consigliati per approfondire il tuo apprendimento.

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