Bioinformatica a.a. 2023-2024

  • Al corso di Laurea Magistrale in Bioinformatica possono accedere gli studenti che sono in possesso di una laurea triennale di tipo biologico (nelle classi di Biologia, Biotecnologie, Medicina, Scienze e Tecnologie Farmaceutiche), e non biologico (Informatica, Ingegneria Informatica, Matematica e Fisica). Per le due tipologie di studenti sono previsti due diversi curricula, uno che include in prevalenza esami di informatica per gli studenti provenienti da lauree di tipo biologico (curriculum Informatico), e l'altro che prevede esami di biologia per i non biologi (curriculum Biomedico). I due curricula prevedono una sezione comune, costituita da corsi di bioinformatica, bioinformatica strutturale, genomica e biologia avanzati, statistica biomedica e medicina personalizzata. Sono previsti specifici criteri di accesso che prevedono, comunque, il possesso di requisiti curriculari predefiniti, l'adeguatezza della personale preparazione dello studente e la verifica delle adeguate conoscenze linguistiche. I requisiti per l'accesso saranno valutati da una commissione composta dal Coordinatore del CdLM e 2 docenti afferenti al CdLM proposti dal Coordinatore. La procedura per l'ammissione è gestita in modalità telematica all'indirizzo: https://delphi.uniroma2.it/totem/jsp/homeStudenti.jsp?language=IT

  • La prova finale consiste nella produzione di un elaborato scritto che riporti i risultati di un progetto di ricerca originale di argomento bioinformatico.

    Il progetto viene realizzato attraverso la guida di un Relatore (interno o esterno).

    L'elaborato viene anche valutato da un contro-Relatore scelto tra i docenti del CdS.

    L'elaborato principale è in lingua italiana ma può essere presentata anche una versione in inglese che verrà valutata dal contro-relatore. I risultati vengono presentati e discussi pubblicamente, davanti a una Commissione di docenti, composta da 8 membri che possono valutare la prova del Candidato con un punteggio che va da 0 a 1, e in presenza del Relatore e del contro-Relatore. Il numero di CFU relativi alla prova finale è pari a 43 per il curriculum Biomedico e a 46 per il curriculum Informatico.

    Per entrambi i curricula si devono considerare 3 CFU aggiuntivi per ulteriori attività formative e di orientamento. Le informazioni su criteri, procedure e scadenze della prova finale sono riportate nel pagina web presso il portale della Macroarea dedicata alla LM Bioinformatica, nel sito della Laurea Magistrale, nella Guida dello Studente e nel Regolamento del CdLM.

  • L'ordinamento didattico della Laurea Magistrale in Bioinformatica è strutturato conformemente alle indicazioni offerte e alla proposta elaborata dal Collegio Nazionale dei Biologi delle Università Italiane (CBUI) in accordo con i rappresentanti ufficiali dell'Ordine Professionale dei Biologi (ONB). L'ambito disciplinare prevalente è il Biomolecolare che dovrà fornire allo studente una solida preparazione nel settore della moderna Biologia Molecolare e Cellulare. La laurea magistrale in Bioinformatica è volta alla formazione di un'esperienza adatta a settori specifici della Biologia, Biotecnologia e Medicina che nelle loro attività di ricerca e/o applicazione necessitano sia di informazioni contenute nelle banche dati di tipo biomedico che di metodi già esistenti o da sviluppare per l'analisi dei dati. Oggi la ricerca biomedica e biologica necessita continuamente per il suo sviluppo e la sua programmazione di personale con una esperienza interdisciplinare in grado di trarre informazione dalle banche dati esistenti, ma anche di contribuire al loro sviluppo e crescita, al fine di salvaguardare e tramandare un patrimonio unico di informazioni a livello molecolare della nostra specie e di altre. La laurea magistrale in Bioinformatica fornisce pertanto le basi per un utilizzo degli strumenti informatici e bioinformatici necessari allo svolgimento di una ricerca o tesi in uno dei laboratori individuati presso l'Università di Roma Tor Vergata, dove la disciplina è essenziale per le attività di ricerca. Il percorso formativo comprende una varietà di corsi avanzati, tra cui bioinformatica, genomica, biostatistica, biologia sintetica e medicina traslazionale per concludersi con la medesima Laurea Magistrale. Il corso è stato costruito sulla base di esperienze analoghe che hanno successo in Gran Bretagna, Germania, Stati Uniti, Australia, Israele e altri paesi, sfruttando le competenze dei numerosi e forti gruppi di ricerca presenti nella Facoltà.

  • Per essere ammessi al corso di laurea Magistrale in Bioinformatica occorre essere in possesso di una laurea di primo livello o diploma universitario di durata triennale o di altro titolo di studio conseguito all'estero riconosciuto idoneo.

    Inoltre, si deve essere in grado di utilizzare fluentemente, in forma scritta e orale, la lingua inglese. Il Regolamento Didattico del Corso di Studio determinerà i requisiti curriculari per l'accesso e i criteri per la verifica della preparazione individuale.

  • Scopo della CdLM in Bioinformatica è quello di produrre una figura professionale di ricercatore in possesso di competenze integrate di biologia e di informatica, mirata allo studio dei sistemi biologici, di alto profilo culturale e metodologico, pronto ad affrontare i problemi della biologia moderna. Modalità di ammissione Al corso di studi sono ammessi studenti provenienti sia dall'area culturale con interessi informatici, fisici e matematici che da corsi di studio in chimica, biologia e biotecnologie. 1.

    Per essere ammessi al corso di Laurea Magistrale in Bioinformatica occorre essere in possesso di una laurea di primo livello o diploma universitario di durata triennale o di altro titolo di studio conseguito all’estero riconosciuto idoneo. 2.

    Sono previsti specifici criteri di accesso che prevedono, comunque, il possesso di requisiti curriculari e l'adeguatezza della personale preparazione dello studente.

    I requisiti per l’accesso saranno valutati da una commissione composta dal Coordinatore del CdLM e 2 docenti afferenti al CdLM e proposti dal Coordinatore stesso. 3.

    I requisiti richiesti per l’accesso sono: (a) Laurea di durata triennale nelle classi di laurea L-12 (DM 509) e L-13 (DM 270) Scienze Biologiche; e L-1 (DM 509) e L-2 (DM 270) Biotecnologie da cui si accede direttamente al corso senza debito formativo. oppure (b) per i laureati di area non biologica, la commissione di cui al punto 2 si riserva di ammetterli dopo valutazione del curriculum pregresso.

    Per colmare un eventuale debito formativo lo studente dovrà superare una valutazione da parte dei docenti identificati dalla Commissione di cui al punto 2. Percorso di formazione In una prima parte del corso, gli studenti provenienti da corsi di studio in informatica seguono corsi che trattano discipline dell'area biologia (curriculum Biomedico), mentre gli studenti provenienti dall'area biologica seguono corsi che trattano discipline di tipo informatico (curriculum Informatico).

    Le due tipologie di studenti convergono poi in un percorso comune che comprende corsi di bioinformatica e corsi di biologia e biomedicina avanzati. Il curriculum Biomedico comprende corsi di base in chimica, genetica, biochimica, biologia cellulare e dello sviluppo, biologia molecolare e bioinformatica.

    Il curriculum Informatico comprende corsi di programmazione, basi di dati, applicazioni web, genomica e proteomica.

    Il percorso comune comprende corsi in statistica biomedica, biologia sintetica e analisi di immagini, bioinformatica, bioinformatica strutturale, genomica e bioinformatica dei microrganismi, medicina personalizzata.

    Circa un terzo dell'impegno orario complessivo è dedicato all'elaborazione di un progetto di ricerca individuale e originale. Ambiti occupazionali previsti per i laureati Molti sbocchi professionali sono disponibili soprattutto nell’ambito di attività di ricerca e accademiche (Dottorato di Ricerca, borse di studio).

    Offerte di lavoro per bioinformatici giungono da parte di istituti di ricerca sia privati che pubblici.

    Sbocchi professionali sono anche disponibili presso: centri di calcolo, aziende informatiche, laboratori operanti nel campo biomedico, biotecnologico, biofarmaceutico, biologico-molecolare, medicina personalizzata, agroalimentare, farmacologico, ambientale e bio-nanotecnologico; enti ospedalieri; industrie agro-alimentari; industrie farmaceutiche; industrie chimiche. Pagina della LM Bioinformatica, MacroArea di Scienze MMFFNN: https://www-2022.scienze.uniroma2.it/2022/11/01/bioinformatica/

Bioinformatica a.a. 2023-2024

  • PROTEOMICA CELLULARE E PRINCIPI DI PROTEOMICA Didattica Web

    Docente:

    Andrea Battistoni

    Programma

    Programma: Struttura ed organizzazione del proteoma. Cenni sulle tecniche di base per studiare il proteoma cellulare (purificazione di proteine, elettroforesi monodimensionale e 2D, Western blot, immunoprecipitazione, immunoistochimica, sequenziamento con degradazione di Edman, principi di spettrometria di massa). Metodi avanzati per lo studio del proteoma. Modificazioni post-traduzionali delle proteine e loro significato fisio-patologico. Redox proteomica: metodologie per l’identificazione di proteine modificate ossidativamente. Applicazioni della proteomica per lo studio di base di sistemi procariotici ed eucariotici, per l'analisi delle interazioni tra ospite e patogeno e per la comprensione delle basi molecolari delle malattie. Test in itinere: preparazione di una presentazione powerpoint di crca 20 minuti su un argomento scelto dal docente

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • BIOINFORMATICA DI BASE Didattica Web

    Docente:

    Manuela Helmer Citterich

    Programma

    Banche dati di acidi nucleici, proteine, letteratura. Metodi esaustivi ed euristici di allineamento e ricerca di biosequenze in banche dati. Matrici di sostituzione. Allineamenti multipli e profili. Motivi funzionali. Ricerca geni e promotori in genomi. Browser genomici. Annotazione funzionale di geni e genomi. Confronto e classificazione di strutture proteiche. Previsione struttura secondaria e terziaria: modelling per omologia, threading, metodi ab initio. Metodi computazionali per l'inferenza delle interazioni molecolari. Metodi integrati. Reti di interazioni proteiche. Banche dati di Interazioni, pathways, malattie genetiche, SNPs. Ontologie in biologia.

    Numero crediti

    4

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • DISCIPLINA LEGALE DEGLI SPIN-OFF DELLA RICERCA SCIENTIFICA Didattica Web

    Docente:

    Giovanni Polvani

    Programma

    INNOVAZIONE BIOTECNOLOGICA ED INNOVAZIONE BIOINFORMATICA: CONCETTO E TUTELA LEGALE GLI SPIN-OFF: NOZIONE E CARATTERISTICHE GLI SPIN-OFF NEL DIRITTO CIVILE DEI CONTRATTI GLI SPIN-OFF NEL DIRITTO DELLE SOCIETA' GLI SPIN OFF E LA TUTELA BREVETTUALE NEL DIRITTO INDUSTRIALE GLI SPIN-OFF ED IL TRATTAMENTO FISCALE IL BUSINESS PLAN ED IL RICORSO AL FINANZIAMENTO DI TERZI NEGLI SPIN-OFF ALCUNI CASI CONCRETI DI SPIN-OFF NARRATI DAI LORO AUTORI CONSIDERAZIONI FINALI, IN PARTICOLARE SULLA CRESCENTE BREVETTABILITA' DELLE INNOVAZIONI BIOTECNOLOGICHE E BIOINFORMATICHE

    Numero crediti

    1

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • BIOCHIMICA Didattica Web

    Docente:

    Jens Zacho Pedersen

    Programma

    Biochimica redox dell’ossigeno, e gli enzimi coinvolti (ossidasi, ossigenasi, lipossigenasi, citocromo P450, NADPH ossidasi). Il ruolo delle specie reattive dell’ossigeno, antiossidanti naturali ed enzimi antiossidanti (superossido dismutasi, perossidasi, catalasi, reduttasi). Produzione e metabolismo dell’ossido nitrico. L’utilizzo di spettroscopie avanzate nella biologia, incluso la risonanza magnetica e metodi ottici per studi su cellule. Concetti emergenti della biochimica.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • FONDAMENTI DI BIOLOGIA CELLULARE E DELLO SVILUPPO Didattica Web

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • STRUTTURE DATI PER LA BIOINFORMATICA Didattica Web

    Docente:

    Marco Pietrosanto

    Programma

    Fondamenti del linguaggio di programmazione Python; strutture dati utili alla bioinformatica; gestione di dati tramite librerie dedicate; analisi numerica tramite Numpy; libreria Pandas; graficare dati con Matplotlib; statistica descrittiva ed inferenziale su dati di espressione; buone pratiche di programmazione, introduzione all'esplorazione di dati.

    Numero crediti

    2

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • BIOINFORMATICA Didattica Web

    Docente:

    Gabriele Ausiello

    Programma

    Il Linguaggio di Programmazione Ruby: Variabili, Stringhe, l'espressione IF, Cicli, Vettori, Files, Funzioni, Classi, Matrici Analisi delle sequenze in Ruby: Identita' e similarita' di sequenze, Allineamenti di sequenze, Allineamenti locali e globali, Matrici di sostituzione, Alberi di sequenze, Allineamenti Multipli.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • FONDAMENTI DI BIOINFORMATICA Didattica Web

    Docente:

    Gerardo Pepe

    Programma

    Banche dati di acidi nucleici, proteine, letteratura. Metodi esaustivi ed euristici di allineamento e ricerca di biosequenze in banche dati. Matrici di sostituzione. Allineamenti multipli e profili. Motivi funzionali. Ricerca geni e promotori in genomi. Browser genomici. Annotazione funzionale di geni e genomi. Confronto e classificazione di strutture proteiche. Previsione struttura secondaria e terziaria: modelling per omologia, threading, metodi ab initio. Metodi computazionali per l'inferenza delle interazioni molecolari. Metodi integrati. Reti di interazioni proteiche. Banche dati di Interazioni, pathways, malattie genetiche, SNPs. Ontologie in biologia.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • LA NUOVA ECONOMIA DEL WEB Didattica Web

    Programma

    Introduzione ai sistemi Peer-to-Peer Introduzione alle criptovalute La blockchain: come si ottiene la decentralizzazione Attacchi alla blockchain

    Numero crediti

    1

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • LABORATORIO DI PROGRAMMAZIONE Didattica Web

    Docente:

    Gabriele Ausiello

    Programma

    Il Linguaggio di Programmazione Ruby: Variabili, Stringhe, l'espressione IF, Cicli, Vettori, Files, Funzioni, Classi, Matrici Analisi delle sequenze in Ruby: Identita' e similarita' di sequenze, Allineamenti di sequenze, Allineamenti locali e globali, Matrici di sostituzione, Alberi di sequenze, Allineamenti Multipli.

    Numero crediti

    2

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • GENETICA Didattica Web

    Docente:

    Stefania Gonfloni

    Programma

    Le basi molecolari di eredità, variabilità ed evoluzione Genetica Mendeliana - Divisione Cellulare ed eredità cromosomica Interazione fra geni - Associazione genetica e mappatura negli eucarioti Analisi genetica e mappatura di batteri - La struttura e la replicazione del DNA Trascrizione, Traduzione. Regolazione dell’espressione genica nei batteri Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti - Mutazioni geniche, riparazione del DNA - Tecnologia del DNA ricombinante

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • STATISTICA BIOMEDICA Didattica Web

    Docente:

    Alessandra Nardi

    Programma

    Modelli e metodi probabilistici: leggi di base della teoria della probabilità, distribuzioni di discrete e continue. Tecniche di simulazione stocastica. Principi dell'’inferenza statistica classica: stima puntuale e per intervallo, verifica d’'potesi. Cenni ai modelli per sequenze (di nucleotidi, proteine,...). Il software statistico R.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • GENOMICA E BIOINFORMATICA DEI MICRORGANISMI Didattica Web

    Docente:

    Marco Maria D'andrea

    Programma

    Introduzione al corso. Panoramica sulle piattaforme di Next-Generation Sequencing (NGS) e loro utilizzo in microbiologia. Formati di file frequentemente utilizzati in analisi di dati NGS. Interrogazioni di databases afferenti all International Nucleotide Sequence Database Collaboration (INSDC). Manipolazione dei file e conversione fra formati ed estrazione dati tramite script ed interfacce web. Valutazione della qualità dei risultati di un esperimento NGS. Approcci analitici di dati NGS di microbiologia: read mapping e assemblaggio de novo. Annotazione di genomi batterici e di virus procariotici. Interfacce web utili per la bioinformatica dei microrganismi. Studio di comunità microbiche. Studio di evoluzione microbica.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • BIOINFORMATICA STRUTTURALE Didattica Web

    Docente:

    Mattia Falconi

    Programma

    Il corso fornisce allo studente una panoramica teorica e pratica delle metodologie di calcolo attualmente in uso per lo studio delle macromolecole biologiche. Argomenti del corso sono: introduzione al sistema operativo Linux e ai programmi per la visualizzazione e la manipolazione delle macromolecole; le caratteristiche strutturali e conformazionali delle proteine e degli acidi nucleici; i livelli strutturali e i principali domini delle proteine; le banche dati delle macromolecole; i metodi per la predizione della struttura secondaria delle proteine e dell’RNA; i metodi di allineamento strutturale delle proteine; la modellazione per omologia; i metodi di Fold recognition, Threading ed ab initio; il drug design, le metodologie di docking molecolare e di virtual screening; la meccanica molecolare ed i metodi di minimizzazione dell’energia; la dinamica molecolare classica e i metodi di campionamento conformazionale avanzato; i programmi di dinamica molecolare classica. Il corso prevede 10 esercitazioni pratiche in ambiente Linux: 1) Uso dei comandi del sistema operativo Linux; 2) Uso del programma di grafica molecolare PYMOL; 3) Uso del programma di grafica molecolare CHIMERA; 4) L’allineamento strutturale di proteine attraverso il programma CHIMERA; 5) La modellazione per omologia attraverso i programmi PyMol e PyMod2; 6) Il docking molecolare proteina-proteina attraverso il programma HEX; 7) Il docking molecolare proteina-ligando attraverso il programma AutoDock; 8) Un esempio di virtual screening eseguito attraverso il programma AutoDock; 9) Uso del programma di grafica molecolare VMD; 10) Uso del programma di dinamica molecolare classica GROMACS, generazione della traiettoria e strumenti di analisi.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • INTRODUZIONE AL SISTEMA OPERATIVO LINUX Didattica Web

    Docente:

    Mattia Falconi

    Programma

    12 Lezioni da 2 ore 01. L'hardware del computer (lezione) 02. Come funziona il Sistema Operativo Linux (lezione) 03. Come installare il Sistema Operativo Linux (lezione/esercitazione) 04. Comandi e struttura di Unix (lezione/esercitazione) 05. La shell Unix (Lezione/esercitazione) 06. Comandi di shell BASH(esercitazione) 07. L'editor VI (Lezione/esercitazione) 08. Uso dell’editor VI per la manipolazione di un file(esercitazione) 09. Filtri e AWK (lezione/esercitazione) 10. Comandi essenziali per l’amministrazione del sistema (lezione) 11. High Performance Computing (lezione) 12. Esercitazione generale (esercitazione) Il materiale di studio verrà fornito agli studenti attraverso un sito web dedicato e altro materiale di approfondimento disponibile in rete verrà consigliato nel corso delle lezioni.

    Numero crediti

    3

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • PROTEOGENOMICA COMPUTAZIONALE Didattica Web

    Docente:

    Luca Parca

    Programma

    Fondamenti di proteomica basata su spettrometria di massa (MS) e le sue diverse applicazioni/metodologie. Quantificazione assoluta (e.g. IBAQ) e relativa (e.g. SILAC) delle proteine. Esplorazione, analisi, visualizzazione e annotazione di risultati MS (Mascot, R). Identificazione e trattamento di complicazioni e bias in dati MS. Dati MS di modifiche post-traduzionali (PTM). Statistica di base. Dati di espressione/quantificazione differenziale genica (RNAseq).

    Numero crediti

    2

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • LABORATORIO DI BIOINFORMATICA STRUTTURALE Didattica Web

    Docente:

    Federico Iacovelli

    Programma

    Il corso prevede due lezioni dedicate all'implementazione di un workflow di simulazione di un complesso proteina-proteina, partendo dalla generazione del complesso con il programma Frodock, con la produzione delle topologie e coordinate di simulazione attraverso AmberTools, la simulazione di dinamica molecolare con il pacchetto GROMACS e le analisi attraverso i tool del pacchetto GROMACS fino alle analisi di MM-GBSA con MMPBSA.py del pacchetto AmberTools. Le successive due lezioni sono invece dedicate all'implementazione di un workflow di simulazione di un complesso proteina-ligando a partire dal docking con Autodock VINA, la parametrizzazione del ligando con ACPYPE e GAFF, e lo stesso set di analisi viste nel workflow precedente ma ricalibrato per lo studio di un ligando, includendo una versione più avanzata delle analisi di MM-GBSA basata sulla decomposizione dell'energia di legame.

    Numero crediti

    1

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • ELEMENTI DI METODI DI APPRENDIMENTO AUTOMATICO Didattica Web

    Docente:

    Giorgio Gambosi

    Programma

    Richiami di statistica bayesiana e apprendimento bayesiano Modelli grafici e reti bayesiane Supervised learning Regressione (lineare e non) e regolarizzazione Feature selection, cenni Classificazione lineare: LDA di Fisher, perceptron Naive bayes Modelli generativi per la classificazione Modelli discriminativi per la classificazione, regressione logistica Support vector machines, kernel Multilayer perceptron Modelli non parametrici: knn e Parzen windows Processi gaussiani Alberi di decisione Ensemble models: bagging, boosting, random forests, Adaboost, Gradient boosting Unsupervised learning Clustering: k-means, mixture models Dimensionality reduction: Principal component analysis, Probabilistic principal component analysis, Factor analysis Testo, pair matrices e recommenders Latent semantic analysis Deep learning Convolutional networks Recurrent e LSTM networks; attention Autoencoders

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • CHIMICA GENERALE Didattica Web

    Docente:

    Riccardo Polini

    Programma

    Teoria atomica di Dalton, legge delle proporzioni definite, legge delle proporzioni multiple. Il concetto di mole, numero di Avogadro. Principio di Avogadro. Eccezioni alla legge delle proporzioni definite (ossidi non stechiometrici). Composti e molecole. Peso atomico, peso molecolare e peso formula. La struttura atomica. Bohr e la teoria quantistica. Meccanica ondulatoria, orbitali atomici, Aufbau. Il sistema periodico degli elementi. Raggi atomici e raggi ionici. Elettronegatività. Il legame chimico. Legame ionico e cenni alla struttura cristalline dei solidi. Legame covalente. Legame dativo. Strutture di Lewis. Regola dell'ottetto. Teoria VSEPR. Teoria del legame di valenza (VB). Orbitali ibridi. Ottetto incompleto ed ottetto espanso. Momento dipolare. Orbitali molecolari di molecole biatomiche (MO-LCAO). Interazioni intermolecolari: ione-dipolo, dipolo-dipolo, dipolo-dipolo indotto, dipolo istantaneo-dipolo indotto, forze di Van der Waals, legame a idrogeno e sua importanza in chimica e biologia. Cenni di nomenclatura inorganica. Idrossidi e acidi. Sali, reazioni tra acidi e idrossidi, formazione di sali. Calcoli stechiometrici. Bilanciamento di reazioni chimiche. La relazione tra masse e moli. Reagente limitante. Reazioni di ossidoriduzione e loro bilanciamento in forma molecolare e in forma ionica. Disproporzioni. Lo stato gassoso. Leggi di Boyle, Charles, Gay-Lussac. Equazione di stato dei gas ideali. Distribuzione delle velocità molecolari secondo Maxwell e Boltzmann. Legge di Dalton. Densità (assolte e relative) dei gas e determinazione del peso molecolare. Gas reali: equazione di Van der Waals. Diagramma P-V dell'anidride carbonica. Temperatura critica dei gas. Cenni di Termodinamica: 1° principio. Entalpia delle reazioni, Legge di Hess. 2° e 3° principio. Spontaneità dei processi ed energia libera di Gibbs. Lo stato liquido.La pressione di vapore. Equazione di Clausius-Clapeyron. Diagrammi di stato (P-T) di acqua e anidride carbonica. Il concetto di "equilibrio dinamico" e sua applicazione alle trasformazioni di fase. Principio di Le Chatelier. Le soluzioni. Unità di concentrazione: percentuale in peso, frazione molare, molarità e formalità, molalità, normalità e concetto di equivalente chimico in relazione al tipo di reazione considerata. Soluzioni ideali e entalpia di mescolamento. Legge di Raoult. Tensione di vapore di soluzioni di soluti non volatili. Abbassamento crioscopico ed ebullioscopio. Modifica del diagramma di stato dell'acqua in presenza di soluti non volatili. Pressione osmotica. Soluzioni isotoniche. Proprietà colligative. La dissociazione elettrolitica. L'equilibrio chimico. Le reazioni chimiche di equilibrio. Equilibri omogenei ed eterogenei. Effetti della pressione sugli equilibri gassosi. Relazione tra Kc e Kp. La temperatura e l’equazione di Van’t Hoff. Il Principio di Le Chatelier applicato agli equilibri chimici. I calcoli negli equilibri chimici. Cenni di cinetica chimica: velocità di reazione, energia di attivazione, equazione di Arrhenius. Gli equilibri in soluzione. Reazioni di scambio protonico. Acidi e basi, definizioni di Arrhenius, Brønsted e Lewis. Acidi e basi deboli, binomio di Van’t Hoff. Proprietà colligative di elettroliti deboli. L'idrolisi salina. Soluzioni tampone. Titolazioni di acidi forti o deboli con basi forti. Prodotto di solubilità. Calcoli di pH di soluzioni acquose. Pile. Reazioni di scambio elettronico. Potenziali elettrodici. Serie elettrochimica. Pile chimiche e pile a concentrazione. Equazione di Nernst. La misura elettrochimica del pH. Elettrodo a idrogeno.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • BIOLOGIA SINTETICA E BIOIMAGING Didattica Web

    Docente:

    Daniela Billi

    Programma

    Introduzione alla biologia sintetica, principali problemi, esempi applicativi. Ingegneria metabolica, genomi minimi e la "cellula minima". Studio delle dinamiche sub-cellulari mediante tecniche di microscopia laser confocale.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • BIOLOGIA DEI SISTEMI Didattica Web

    Docente:

    Francesca Sacco

    Programma

    - La biologia dei sistemi - Tecniche high-throughput - Analisi statistica di big dataset - Teoria dei grafi e networks - Cytoscape - Approcci di modeling di reti di segnalazione - Cell Designer - Recenti pubblicazioni che mostrano come applicare la biologia dei sistemi per rispondere a domande biologiche complesse.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • NETWORK BIOLOGICI Didattica Web

    Docente:

    Gerardo Pepe

    Programma

    Il corso fornisce allo studente una panoramica teorica e pratica delle metodologie di calcolo attualmente in uso per lo studio dei network biologici. Argomenti del corso sono: Introduzione alla teoria dei grafi, tipi di grafi, proprietà degli archi, matrici di adiacenza, Strutture dei grafi, topologia del network, sottografi, modularità e clustering, Costruzione ed analisi di network biologici, rappresentazione dei network (Cytoscape), tool di analisi (WGCNA)

    Numero crediti

    2

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • BIOLOGIA MOLECOLARE E BIOINFORMATICA Didattica Web

    Docente:

    Fabrizio Loreni

    Programma

    BIOLOGIA MOLECOLARE  E BIOINFORMATICA  -  CORSO INTEGRATO 9 CFU BIOLOGIA MOLECOLARE  - Prof. Fabrizio Loreni   5+1 CFU Propedeuticità: Genetica Il DNA come materiale genetico. Struttura chimica, struttura fisica e superstrutture del DNA e dell’RNA. Replicazione del DNA e suo controllo. Trascrizione e sua regolazione: promotori, RNA polimerasi, fattori di trascrizione. Maturazione splicing ed editing dei trascritti. Sintesi proteica: struttura mRNA, tRNA e ribosomi, fattori di traduzione; inizio, allungamento e terminazione della traduzione; controlli traduzionali. Organizzazione geni e famiglie geniche. Sequenze semplici e DNA satelliti. Struttura dei cromosomi: centromeri, telomeri, impacchettamento del DNA, cromatina e nucleosomi. Trasposoni e retroposoni, virus a DNA e a RNA. TESTO CONSIGLIATO Lewin, Il gene Edizione compatta, Zanichelli Modalità di esame: orale

    Numero crediti

    9

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • APPLICAZIONI WEB PER LA BIOMEDICINA Didattica Web

    Docente:

    Andrea Cabibbo

    Programma

    Grazie alla disponibilità di sequenze di interi genomi, sia umani che di microorganismi di varia natura e più in generale di dati "high-throughput" relativi all'espressione genica in una varietà di condizioni sperimentali, all'interazione fisica e/o funzionale tra proteine e ad una varietà di altri processi biologici e bio-patologici, gli ultimi anni vedono un ruolo crescente dell'utilizzo di metodi computazionali e Bioinformatici nell'ambito della Ricerca Biologica e Biomedica. Crescente è anche il ruolo di banche dati, applicazioni e software liberamente fruibili attraverso Internet da parte della comunità scientifica, che sono ormai diventati strumento di utilizzo quotidiano da parte dei Ricercatori. Quali geni e proteine sono coinvolti in processi patologici di interesse? Quali epitopi, nel proteoma di un microorganismo, sono in grado di stimolare una risposta protettiva da parte dell'ospite? Quali mutazioni sottendono allo sviluppo di tumori ed alle malattie a carattere ereditario? A tutte queste domande è oggi possibile rispondere, almeno in parte, utilizzando applicazioni e banche dati liberamente accessibili su Internet. Tali servizi sono spesso interattivi consentendo ai ricercatori l'analisi di dati generati nel proprio laboratorio. Grazie a tali servizi, il ricercatore può classificare, analizzare, condividere i propri dati con la comunità scientifica. Obiettivo di questo corso è di fornire agli studenti una comprensione approfondita ed operativa della rete Internet e dei relativi protocolli e strumenti di sviluppo, che li metta in condizione di creare applicazioni web originali relative ai loro interessi ed attività di ricerca. La fase applicativa del corso verrà focalizzata sulla creazione di applicazioni web a carattere Immunoinformatico, volte alla predizione di epitopi B e T. Gli algoritmi di predizione utilizzati nei due casi (B e T), significativamente diversi tra loro, forniranno l'occasione per approfondire l'implementazione informatica di procedure di analisi sia di sequenze lineari che di strutture. Potranno dunque essere utilizzate da ogni studente come punto di partenza ed esempio per sviluppare applicazioni proprie nei rispettivi campi di interesse. Verrà dedicata particolare attenzione e tempo alla verifica della effettiva acquisizione da parte degli studenti, durante il corso, degli skills necessari allo sviluppo di una applicazione web completa, fornendo le basi della programmazione necessarie all'elaborazione di dati biologici. Gli studenti acquisiranno inoltre una ottima conoscenza degli ultimi standard web, quali HTML5, CSS2 e 3, necessari allo sviluppo di front-ends dinamici e moderni.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • GENOMICA COMPUTAZIONALE Didattica Web

    Docente:

    Fabrizio Ferre'

    Programma

    Fondamenti di Genomica. Tecnologie di sequenziamento SANGER, Illumina e Terza Generazione. Struttura delle read Illumina: adattatore, primer, insert size, tecnologie di sequenziamento Paired-End e Single-End. Il formato fastq. Software per il preprocessamento dei dati: Fastqc, Trimmomatic, Fastp, Cutadapt. Automatizzazione delle procedure di analisi con script in BASH. Assemblaggio di genomi: algoritmi Overlap-Layout-Consensus e De-Bruijn Graph. Il programma SPADes. Concetto di Coverage. Predizione di sequenze geniche e proteiche con i modelli nascosti di Markov: algoritmo di viterbi e forward. Software HAMMer e PROKKA. Algoritmi di allineamento di read a genomi: trasformata di Burrows-Wheeler e Last-First Mapping. Software bowtie2, bwa. Formati di allineamento di read: SAM/BAM. Esperimento di trascrittomica. Allineamento delle read con HISAT2. Normalizzazione dei dati: RPKM, FPKM. Biomart. Analisi multivariata dei dati di trascrittomica: analisi delle componenti principali. Il pacchetto DESeq2 di R.

    Numero crediti

    2

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • PROGRAMMAZIONE E LABORATORIO DI PROGRAMMAZIONE Didattica Web

    Docente:

    Gianluca Rossi

    Programma

    Verranno trattari i seguenti temi: risoluzione automatica dei problemi; algoritmi e programmi; modelli di calcolo; linguaggi di programmazione; tipi di linguaggi di programmazione; compilazione ed interpretazione; linguaggi imperativi; struttura di un programma; tipi di dati semplici e strutturati; variabili; strutture di controllo; puntatori; funzioni; ricorsione; operazioni di input/output; strutture di dati elementari.

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • LABORATORIO DI STATISTICA IN R Didattica Web

    Docente:

    Alessandra Nardi

    Programma

    Verranno proposti e agli studenti esempi di analisi inferenziale di studi reali o simulati da svolgere utilizzando il software R. Obiettivo del corso è che lo studente comprenda in modo critico come i principi e le metodiche apprese nel corso di Statistica Biomedica possano essere applicate concretamente

    Numero crediti

    2

    Obbligatorio

    No

    Lingua

    ITA
  • PROVA FINALE Didattica Web

    Numero crediti

    46

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • MEDICINA TRASLAZIONALE E PERSONALIZZATA Didattica Web

    Docente:

    Michela Biancolella

    Programma

    Negli ultimi quindici anni l’approccio della ricerca medica alle problematiche poste dalle patologie più complesse è profondamente cambiato. In particolare, le scoperte inerenti i meccanismi e le molecole coinvolti nel controllo del metabolismo, proliferazione, differenziazione e morte cellulare programmata, ci permettono di comprendere meglio la patogenesi delle malattie. Allo stesso tempo, la scoperta delle alterazioni nella codificazione genica ha portato a sviluppi significativi nella diagnosi e classificazione di molte malattie. La disponibilità di nuovi test diagnostici e la caratterizzazione di biomarcatori, permette di sviluppare una terapia su misura in termini di efficacia e di riduzione degli eventi avversi alla somministrazione dei farmaci. Il corso sarà così articolato: • Algoritmi e Protocolli diagnostici-terapeutici di modelli di malattia • I trials clinici nell’era post genomica • Correlazioni genotipo-fenotipo e validazione/qualificazione di marcatori genomici • Trattamenti terapeutici personalizzati • Tecnologie avanzate nella pratica clinica

    Numero crediti

    3

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
  • BASI DI DATI Didattica Web

    Docente:

    Loredana Vigliano

    Programma

    Introduzione -Modelli Relazionali - Algebra Relazionale - Calcolo Relazionale - Flusso di progetto di un DB - Modello Concettuale dei Dati - Schema logico di un DB - Entity-relationship Schema - Schema fisico di un DB - Forme Normali - Query language e MySQL - DML - SQL - Organizzazione Fisica dei Dati - Simulazione Progetto

    Numero crediti

    6

    Obbligatorio

    Lingua

    ITA
Corso
  • Titolo: Bioinformatica
  • Anno Accademico: 2023/2024
  • Tipo: Magistrale
  • Manifesto: 82f868b6-e85c-47fc-b32d-9e3e9ac0bf39
  • ISCED: 3 31 314
Info
  • Pubblicato il : 23/05/2023
    Modificato il : 23/05/2023