Ateneo - UPO

La Bioinformatica è la disciplina che si occupa dell’analisi e dell’attribuzione di significato biologico alla massa di dati biomolecolari disponibile fino ad oggi e rappresenta uno strumento imprescindibile nell’ambito delle attività di base e di ricerca biochimiche, biologico-molecolari, biomediche e biotecnologiche.

Il corso avrà come obiettivo quello di fornire strumenti utili per la comprensione delle basi di programmazione, con particolare attenzione nell'uso del linguaggio di programmazione PERL. Le basi fornite potranno essere utili per affrontare temi quali l’analisi e la visualizzazione dati (in particolare stringhe genomiche), oltre ad accenni per approfondire, in futuro, argomenti di tipo bioinformatico o di biologia computazionale.

1) Pascarella, Paiardini – "Bioinformatica: dalla sequenza alla struttura delle proteine", Ed. Zanichelli 2010
2) James Tisdall, Beginning Perl for Bioinformatics - An Introduction to Perl for Biologists. Ed. O'Reilly Media, February 2009
3) Documentazione PERL online
4) Video-lezioni YouTube + slides in PDF fornite dal docente durante il corso

Il corso ha l’obiettivo di introdurre lo studente di biologia all'uso dei più comuni strumenti computazionali oggi in uso nelle analisi bioinformatiche di strutture di proteine e acidi nucleici e all’acquisizione di nozioni sul loro funzionamento.

In particolare, verrà trattato il linguaggio di programmazione PERL, applicato a problemi di natura genomica e metagenomica, quali sequenze di DNA, mRNA, ricerca di pattern, ordinamento di scores, filtering ed elaborazione di dati provenienti da database genomici e proteomici.

Il corso si colloca nel secondo semestre del secondo anno. Per seguire con profitto, lo studente deve possedere:

1) Nozioni di Biologia Molecolare (concetto di gene, genoma, struttura degli acidi nucleici, regolazione dell’espressione genica)
2) Nozioni di base di matematica e statistica, funzioni trigonometriche, teoria della probabilità (probabilità, distribuzione di probabilità, test statistici)
3) Conoscenza dell’uso del calcolatore e di navigazione internet

Il corso di Abilità Informatiche e Telematiche - CdL triennale in Scienze Biologiche, sarà impostato in modalità autoapprendimento. Il corso è composto da n° 8 Lezioni, ciascuna comprende slides (in formato PDF) e una video-lezione YouTube "embedded" nella pagina DIR.

Ai fini dell'apprendimento, durante il corso verranno proposti quiz ed esercitazioni (da svolgere sia in aula/laboratorio che a casa) con la correzione automatica e successiva spiegazione da parte del docente.

Le diapositive proiettate dal docente durante la lezione sono disponibili nella sezione DIR.

Il docente darà informazioni dettagliate riguardanti l’organizzazione temporale (giorni e orario) per le eventuali esercitazioni in laboratorio. Nella parte teorica del corso (lezioni in aula o in auto-apprendimento), verranno commentati, discussi ed analizzati gli esercizi e le soluzioni proposte.

Il docente risponde solo alla e-mail firmate e provenienti dal dominio di ateneo
nome.cognome@uniupo.it

La prova d’esame ha l'obiettivo di verificare il livello di abilità acquisita nel selezionare e utilizzare gli strumenti illustrati durante il corso, focalizzando l'attenzione sulle principali funzionalità del linguaggio PERL per la soluzione di esercizi di genomica.

L'esame finale sarà un quiz composto da 16 domande da svolgere a computer della durata massima di 30 minuti. Le risposte sono pesate: l'unica risposta giusta avrà un peso di +1.0, mentre quella palesemente errata, avrà un peso negativo pari a -0.5.

L’esame sarà considerato superato e il candidato idoneo al raggiungimento di un punteggio >=8/16.

1) Relazione tra biologia e informatica
2) Introduzione all'Algebra booleana
3) Introduzione ai linguaggi di programmazione
4) Panoramica (linguaggi imperativi, funzionali, a oggetti, dichiarativi,.)
5) Introduzione agli algoritmi con i principali costrutti e cicli
6) PERL: Funzioni di base, variabili scalari, operatori logici e di confronto, funzioni su stringhe genomiche
7) Strutture dati Array, Hash e Suffix Tree
8) Algoritmi di ordinamento e ricerca efficiente di pattern genomici
9) Parsificazione e manipolazione di files di testo estratti da database genomici/proteomici

1) Conoscenza e comprensione: Lo studente conoscerà i meccanismi che sono alla base dello sviluppo di piccoli programmi PERL per la risoluzione di problemi biologici
2) Abilità: Lo studente sarà in grado di utilizzare gli strumenti informatici per interrogare ed interagire con le basi di dati genomiche/proteomiche, interpretarne i risultati ed elaborare in output nuovi risultati mediante il linguaggio di programmazione PERL.
Inoltre le basi teoriche delle tecniche di biologia molecolare lo faciliteranno nelle attività di laboratorio che prevedono l’utilizzo di tali tecniche. Inoltre l'attività pratica renderà lo studente capace di gestire autonomamente le principali tecniche di base impiegate per la ricerca di pattern e sottosequenze di DNA contenute all'interno di file provenieti da banche dati genomiche.
3) Capacità di apprendimento: Lo studente acquisirà la capacità di utilizzare il materiale didattico fornito per uno studio critico e ragionato degli argomenti trattati ed inoltre sarà in grado di approfondire ed aggiornare in maniera autonoma, tramite lettura di testi, documentazione del linguaggio PERL ed articoli scientifici correlati a tutti gli argomenti trattati durante il corso.