Bioinformatica Prof. Mauro Fasano

Presentazione sul tema: "Bioinformatica Prof. Mauro Fasano"— Transcript della presentazione:

1 Bioinformatica Prof. Mauro Fasano
Dipartimento di Scienze Teoriche e Applicate Divisione di Ricerca Biomedica via Luciano Manara 7, Busto Arsizio (VA) tel – e.mail pagina web

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3 Argomenti del corso Introduzione alla Bioinformatica
Banche dati Biologiche Allineamento di sequenze Ricerca di pattern e motivi funzionali Evoluzione molecolare Analisi strutturale delle proteine Modelli strutturali di proteine Analisi del genoma Analisi del trascrittoma e del proteoma Systems biology

4 Corso di Bioinformatica – a.a. 2012/13
Lezione 1: Martedì 5 marzo Lezione 2: Giovedì 7 marzo Lezione 3: Martedì 12 marzo Esercitazione 1A: Giovedì 14 marzo Esercitazione 1B: Martedì 19 marzo Lezione 4: Giovedì 21 marzo Lezione 5: Martedì 26 marzo Lezione 6: Giovedì 4 aprile Esercitazione 2A: Martedì 9 aprile Esercitazione 2B: Giovedì 11 aprile Lezione 7: Martedì 16 aprile Lezione 8: Giovedì 18 aprile Lezione 9: Martedì 7 maggio Lezione 10: Giovedì 9 maggio Lezione 11: Martedì 14 maggio Esercitazione 3A: Giovedì 16 maggio Esercitazione 3B: Martedì 21 maggio Lezione 12: Giovedì 23 maggio Lezione 13: Martedì 28 maggio Esercitazione 4A: Giovedì 30 maggio Esercitazione 4B: Martedì 4 giugno

5 Esercitazioni (2 gruppi)
Aula Informatica via Monte Generoso, ore 9-11 Gruppo A: 14 marzo, 9 aprile, 16 maggio, 30 maggio Gruppo B: 19 marzo, 11 aprile, 21 maggio, 4 giugno

6 Testo consigliato D.E. Krane e M.L. Raymer, "Fondamenti di Bioinformatica", Pearson Education Italia Ed., 2007

7 Prove d’esame Solo prova scritta Tre domande aperte
Quattro domande a scelta multipla (Prove d’esame consultabili sul sito)

8 Introduzione alla Bioinformatica
Lo sviluppo delle Biotecnologie, che negli ultimi venti anni ha consentito di elevare la moderna biologia a "Big Science", e delle Scienze dell’Informazione, hanno introdotto nei settori delle moderne scienze biologiche una nuova branca di ricerca: la Bioinformatica. (Valle et al., 2003) Scienza osservativa o deduttiva? Cosa è cambiato in 10 anni? Basic course in Bioinformatics

9 Introduzione alla Bioinformatica
La Bioinformatica nasce agli inizi degli anni ‘80 in concomitanza con lo sviluppo dei metodi di sequenziamento rapido degli acidi nucleici Tecnologie del DNA ricombinante Sequenziamento degli acidi nucleici Strumenti informatici per l’immagazzinamento e la caratterizzazione dei dati. Basic course in Bioinformatics

10 Una grande quantità di dati
Databases 1.6 × 1010 base pairs (16 Gbp) Genoma umano 3.2 Gbp HUman Genome EquivalentS (huges) 2.5 volte il genoma umano 1 huge = 9 anni della Prealpina

11 Grande quantità di dati
Traguardi immaginabili: Comprendere gli aspetti integrativi della biologia degli organismi Correlare la sequenza, la struttura, le interazioni e le funzioni di biomolecole e loro complessi Usare dati contemporanei per dedurre eventi evoluzionistici e prevedere future modificazioni Dare precise indicazioni per la progettazione di molecole bioattive (industria, agricoltura, medicina…)

12 Il nuovo dogma Sequenza Struttura Funzione

13 Archivi di dati Banche dati o basi di dati? Databank / Database
Messa a punto dei sistemi idonei per collezionare e interrogare l'enorme mole di dati biologici disponibili.

14 Archivi di dati Archivi di informazioni biologiche
Archivi di informazioni derivate Archivi bibliografici Archivi di siti web

15 Archivi di dati Archivi di informazioni biologiche Sequenze annotate
Strutture Pattern di espressione di proteine

16 Archivi di dati Archivi di informazioni biologiche
Archivi di informazioni derivate Patterns, signature, consensus motifs Mutazioni e varianti Classificazioni o relazioni (es. classificazione gerarchica della struttura di proteine)

17 Archivi di dati Archivi di informazioni biologiche
Archivi di informazioni derivate Archivi bibliografici Tutti i riferimenti bibliografici con link al pdf, se consentito

18 Archivi di dati Archivi di informazioni biologiche
Archivi di informazioni derivate Archivi bibliografici Archivi di siti web Archivi degli archivi di cui sopra Collegamenti tra archivi

19 Cosa possiamo chiedere al database?
Data una sequenza, trovare sequenze simili (string matching) Data la struttura di una proteina, trovare strutture simili Data una sequenza, trovare strutture simili Data una struttura, trovare sequenze che hanno strutture simili

20 The World Wide Web (html, xml) cgi-bin (es., Google search)

21 Client-server

22 Le principali infrastrutture
EBI, il laboratorio Europeo di Bioinformatica, NCBI, il National Center of Biotechnology Information, ExPASy, Expert Protein Analysis System,

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24 Introduzione alla Bioinformatica
Basic course in Bioinformatics

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27 Quali gli aspetti rilevanti dell’era post-genomica?
Introduzione alla Bioinformatica Quali gli aspetti rilevanti dell’era post-genomica? STUDI DI GENOMICA FUNZIONALE Caratterizzazione funzionale dei geni Umani e degli altri organismi modello mediante lo studio del TRASCRITTOMA e del PROTEOMA Basic course in Bioinformatics

28 Quali gli aspetti rilevanti dell’era post-genomica?
Introduzione alla Bioinformatica Quali gli aspetti rilevanti dell’era post-genomica? GENOMICA COMPARATA Analisi comparativa fra i genomi a supporto della Genomica Funzionale Basic course in Bioinformatics

29 Quali gli aspetti rilevanti dell’era post-genomica?
Introduzione alla Bioinformatica Quali gli aspetti rilevanti dell’era post-genomica? FARMACOGENOMICA Lo studio dell’influenza dell’eredità genetica sulla risposta al farmaco da parte di ciascun individuo. Basic course in Bioinformatics