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Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Bioinformatica Andrea G. B. Tettamanzi.

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Presentazione sul tema: "Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Bioinformatica Andrea G. B. Tettamanzi."— Transcript della presentazione:

1 Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Bioinformatica Andrea G. B. Tettamanzi

2 Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Programma del Corso Parte I – Elementi di Biologia, Biochimica e Genetica –Caratteristiche strutturali di cellule pro- ed eucariotiche –Chimica fisica delle molecole biologiche –Replicazione, trascrizione e traduzione del messaggio genetico Parte II – Tecniche e algoritmi per la Biologia Molecolare –Programmazione dinamica e string matching approssimato –Pattern matching –Algoritmi paralleli e parallelizzazione di algoritmi Parte III – Tecniche computazionali ispirate alla Biologia –Algoritmi evolutivi

3 Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Docenti Andrea Tettamanzi (coordinamento, tecniche bioispirate) Anna Corazza (Tecniche di pattern matching su stringhe) Giorgio Colombo (simulazione e drug design) Ernesto Damiani (parallelismo) Sandro Fornili (Elementi di Biologia, Biochimica e Genetica) Giovanni Righini (Tecniche di programmazione dinamica) …

4 Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Bibliografia M.J. Farabee, On-Line Biology Book, 2001 D. Gusfield, Algorithms on Strings, Trees, and Sequences, Cambridge University Press, 1997 A. Tettamanzi, M. Tomassini, Soft Computing, Springer- Verlag, 2001 C.D. Manning, H. Schütze, Foundations of Statistical Natural LanguageProcessing, MIT Press, 1999 Z. Michalewicz, Genetic Algorithms + Data Structures = Evolution Programs, 3rd ed., Springer-Verlag, 1996 Th. Bäck, Evolutionary Algorithms in Theory and Practice, Oxford University Press, 1996 D.E. Goldberg, Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning, Addison Wesley, 1989

5 Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Ricevimento Studenti Mercoledì, dalle ore alle ore Per appuntamento: – –tel.:

6 Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Come nasce la Bioinformatica? Progetti di sequenziazione del genoma Sforzi sperimentali per determinare la struttura e le funzioni di molecole biologiche Masse di dati senza precedenti DB di biologia molecolare (geni e proteine) interpretazione Tecniche, strumenti, algoritmi per analizzare, confrontare, classificare

7 Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Dove si situa la Bioinformatica? BiologiaInformatica Bioinformatica MedicinaBiotecnologie Società

8 Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Scopi della Bioinformatica Analisi di sequenze biologiche –Ricerca di sequenze omologhe –Identificare i geni, localizzare regioni di codifica –Trovare motivi, siti di legame del DNA Biologia molecolare computazionale (simulazione) –Sequenza Struttura Funzione Evoluzione –Geni Conoscenza biologica (pathway metabolici, reti genetiche) Progettazione e gestione di DB di biologia molecolare –DB di acidi nucleici e di proteine –Immagazzinamento e recupero efficiente di informazioni Relazioni evolutive (filogenetica) –Trovare le proteine comuni a tutte le forme di vita –Costruire classificazioni e alberi filogenetici di specie e delle popolazioni umane

9 Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Applicazioni della Bioinformatica Sequenziazione e analisi del Genoma Analisi sperimentali con migliaia di geni simultaneamente DNA chips per –analisi dellespressione genica –analisi comparative tra speci e sottospeci Proteomica, cioè trovare il proteoma di un organismo Farmaceutica e industria biotecnologica Applicazioni legali e forensi Applicazioni allagricoltura (OGM & Co.) Medicina …

10 Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Bioinformatica in senso lato InformaticaBiologia Bioinformatica in senso stretto Sistemi di calcolo a base biologica (DNA computing etc.) Paradigmi di calcolo ispirati alla biologia

11 Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Paradigmi di calcolo ispirati alla biologia (Bio-inspired Computing) Algoritmi Evolutivi –Codifica genetica delle soluzioni –Selezione naturale, mutazione, incrocio –Genetica delle popolazioni –Metodi di ottimizzazione stocastici Reti neurali –Sistema nervoso centrale –Parallelismo massiccio –Emergenza –Codifica come pattern di attivazione Altri paradigmi –Classifier systems, reti genetiche, ecc.

12 Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Sistemi di calcolo a base biologica: 1. Molecular computing

13 Andrea G. B. Tettamanzi, 2002 Sistemi di calcolo a base biologica: 2. DNA computing Codifica appropriata degli elementi del problema Soluzione a base di DNA in provetta Operazioni: Estrai, Unisci, Verifica, Amplifica


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