AA 2009/2010

Docente: Alessio Bechini

Cod: II619  CFU: 3

ATTENZIONE: per l'a.a. 2009/2010 i contenuti del corso verranno svolti nell'ambito del corso di "Bioinformatica".
Di conseguenza, chi sostiene l'esame di Bioinformatica con tale programma non pu˛ inserire "Strumenti software..." come corso a scelta. Viceversa, sebbene "Strumenti software..." non venga formalmente attivato, sarÓ comunque possibile seguire le lezioni con il programma relativo (il mercoledý pomeriggio) e successivamente sostenere regolarmente l'esame. Per ulteriori chiarimenti contattare il docente.



DESCRIZIONE DEL CORSO
a biological network in Cytoscape

La Biologia Computazionale Ŕ un campo multidisciplinare in cui si sfruttano le tecniche tipiche dell'informatica per riuscire a comprendere i sistemi biologici a livello molecolare. 

Il corso fornisce un'introduzione ad alcune tematiche della Biologia Computazionale, e in esso si enfatizzano i concetti e gli strumenti informatici necessari per affrontare la complessitÓ dei sistemi analizzati. L'approccio seguito Ŕ essenzialmente operativo: per la risoluzione dei problemi, si prevede l'utilizzo congiunto di varie applicazioni software e/o di un linguaggio di scripting. Gli argomenti affrontati includono la modellazione molecolare, lo studio strutturale delle proteine e le interazioni molecolari nella cellula.

Il corso si affianca idealmente a quello di Bioinformatica e si prefigge lo scopo di sviluppare adeguatamente le capacitÓ dello studente di Ingegneria Biomedica in campo informatico; al termine del corso lo studente dovrÓ aver acquisito le competenze necessarie per partecipare alla progettazione, implementazione e integrazione di sistemi software di tipo eterogeneo nel settore della Biologia Computazionale.

Prerequisiti: conoscenze dei fondamenti dell’informatica e padronanza di un linguaggio di programmazione; nozioni elementari di chimica, fisica e biologia molecolare.

 

AVVISI

-   Gli studenti che devono sostenere l'esame sono pregati di contattare il docente per concordare le modalitÓ di svolgimento del progetto.  
Gli appelli della sessione estiva 2010 si svolgeranno come riportato di seguito; il presente orario sostituisce a tutti gli effetti quello presente sul sito di facoltÓ.

appelli  
sess.  estiva 2010
I II III
                            Martedý 15 Giugno 2010
Lab Blu, dip. Ing. Inf.
h. 9:15
Venerdý 2 Luglio 2010
Lab Blu, dip. Ing. Inf.
h. 9:15
Venerdý 16 Luglio 2010
Lab Blu, dip. Ing. Inf.
h. 9:15

  Orario: mercoledý 14:30-17:30 aula SI6.

-   Nel giorno di mercoledý 26 maggio si terra' lezione anche durante il mattino, dalle 9:00 alle 11:30 in aula SI6.


 

PROGRAMMA

Il programma svolto Ŕ riportato nel registro delle lezioni; gli argomenti caratterizzanti sono indicati di seguito in forma categorizzata. 




 

MODALITA' DI ESAME

La prova d’esame si svolge, di norma, come segue :

a) presentazione e discussione di un piccolo progetto (da svolgersi in 1-2 persone) su una tematica concordata con il docente;
b) contestuale prova orale, con domande relative agli argomenti trattati nel corso.

Il candidato, in sede di presentazione del progetto, Ŕ tenuto a rispondere a domande riguardo all'implementazione del lavoro svolto, e a dimostrare il proprio contributo individuale all'interno del progetto complessivo. 

Si sottolinea esplicitamente che, nella prove d'esame, il candidato viene valutato anche in relazione alla sua capacitÓ di esprimersi in linguaggio tecnico appropriato.

La lista per le prove viene compilata prima dell'inizio delle stesse a cura degli studenti.

 

MATERIALE DIDATTICO
Il materiale didattico consigliato verrÓ riportato in questa sezione.


Testi:
 
  T1 - Titolo    Python in a Nutshell, 2nd ed.
           Autore     Alex Martelli
           Editore   O'Reilly
           ISBN        0-596-10046-9










Miscellanea:

 M0 - asn.pdb asparagina - gly.pdb glicina - phe.pdb fenilalanina - pro.pdb prolina

 M1 - 1hho.pdb emoglobina (oxi) - 2hhb.pdb emoglobina (deoxi)

 L1 - pagina web con nozioni di base di molecular mechanics

 L2 - animazione con esempio di modi normali di vibrazione molecolare

 S1 - slide su espressioni regolari in Python (sito Dalke Scientific Software)

 T1 - tutorial sulla libreria matplotlib

 D1 - descrizione dei formati dei file usati da NAMD



 

LINKS
Python SciPy               NumPy for Matlab users
BioPython inoltre: NAMDtutorial


Una lista degli strumenti software pi¨ utilizzati nel settore della proteomica si pu˛ trovare sul sito di ExPASy.

Chi Ŕ interessato a impieghi nel settore della biologia computazionale pu˛ consultare le pagine dedicate a cura della BITS, di ISBC e di bioinformatics.org


 

SPECIFICA dei PROGETTI

Di seguito si riportano alcune possibili argomenti da trattare nei progetti. I dettagli riguardanti lo svolgimento di ciascun progetto devono essere concordati con il docente.

  • MD di proteine di membrana.

    • Costruzione di modelli di proteine semplificati (toy-model/coarse-grain) a partire da PDB.

    • Implementazione di algoritmi di folding presenti in letteratura su modelli HP (o simili).

    • Studio di proteine fibrose (p.es. seta, proteine muscolari) con strumenti a scelta.

    • Studio delle varianti conformazionali di una proteina coinvolta in una proteopatia.

    • Modelli e algoritmi (in letteratura) per la determinazione della struttura secondaria/terziaria dell'RNA.
 

LISTA dei GRUPPI


ID del gruppo Membri
Gruppo 1  x
Gruppo 2  x
Gruppo 3  x
Gruppo 4  x
Gruppo 5  x
Gruppo 6  

 

CuriositÓ

I link in questa sezione si riferiscono a iniziative inerenti gli argomenti trattati nel corso.

  "gioco" su protein folding sviluppato presso il Baker Lab a Seattle, USA   

 
 
Note

L'immagine nella parte destra dell'intestazione mostra un particolare dell'aggancio sul DNA della proteina "lac repressor", con funzioni di regolazione genetica in E. Coli (TCB - Univ. of Illinois at Urbana-Champain)

L'immagine di sfondo nella colonna del men¨ a sinistra riporta una porzione di un modello dell'insulina ottenuto con il software VMD.

L'immagine nella sezione della descrizione del corso Ŕ una porzione di grafo ottenuto con Cytoscape per la visualizzazione e l'analisi del transcriptoma.