MODULO I

Obiettivi formativi

La Bioinformatica è la disciplina che si occupa dell’analisi e dell’attribuzione di significato biologico alla grande quantità di dati biomolecolari ad oggi disponibili e rappresenta uno strumento imprescindibile nell’ambito delle attività di base e di ricerca biochimiche, biologico-molecolari, biomediche e biotecnologiche. Il corso di Laboratorio di bioinformatica ha l’obiettivo di introdurre lo studente di biologia all’uso dei più comuni strumenti computazionali oggi in uso nelle analisi bioinformatiche di sequenza e strutture sia di proteine che di acidi nucleici e all’acquisizione di conoscenze sul loro funzionamento. Gli studenti che supereranno l’esame avranno acquisito: a) conoscenza e capacità di comprensione della natura dei dati biomolecolari della basi logiche dei più comuni programmi bioinformatici di analisi dati capacità di elaborare semplici analisi bioinformatiche di dati in ambito applicativo e di ricerca b) capacità di applicare conoscenza e comprensione nell’utilizzo razionale ed efficace degli strumenti bioinformatici più comuni nell’individuazione dello strumento adatto alla soluzione di un determinato problema biologico saper progettare il trasferimento dei risultati teorici alla pratica sperimentale c) autonomia di giudizio saper individuare i limiti di applicazione degli strumenti bioinformatici saper interpretare e applicare criticamente i risultati ottenuti d) abilità comunicative saper illustrare la logica utilizzata per individuare lo strumento bioinformatico adatto a risolvere un problema biologico saper comunicare e spiegare il significato dei risultati durante un colloquio orale e) capacità di apprendimento le conoscenze di base per progredire autonomamente nell’apprendimento dell’uso e del funzionamento di strumenti bioinformatici più evoluti

Canale 1
STEFANO PASCARELLA Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
- Descrizione delle principali banche di dati biologiche e delle modalità di interrogazione (2 ore) - Confronto di due sequenze con algoritmi esatti ed euristici; confronto di due genomi (2 ore) - Matrici di punteggio (1 ora) - Ricerche in banche dati per somiglianza di sequenza (3 ore) - Metodi per calcolare allineamenti multipli di sequenze (4 ore) - Costruzione di profili e PSSM (2 ore) - Ricerche con profili in banche dati; banche dati di profili (2 ore) - Modelli di Markov Nascosti (HMM) e uso per ricerche in banche dati, allineamento di sequenze, previsione di strutture proteiche, previsione di geni (2 ore) - Reti neurali e algoritmi di classificazione automatica; applicazione alla previsione di strutture secondarie, dell’accessibilità al solvente, peptidi segnale, epitopi antigenici, zone di interazione proteina-proteina (2 ore) - Uso di programmi di grafica molecolare (2 ore) - Modellazione per omologia (2 ore)
Prerequisiti
Il corso opzionale si colloca nel secondo semestre del terzo anno. Per seguire con profitto, lo studente deve possedere: - nozioni di Chimica biologica (struttura delle proteine, concetto di enzima, basi del metabolismo) - nozioni di Biologia Molecolare (concetto di gene, genoma, struttura degli acidi nucleici, regolazione dell’espressione genica) - nozioni di base di statistica e teoria della probabilità (probabilità, distribuzione di probabilità, test statistici) - conoscenza di base dell’uso del calcolatore e di navigazione internet.
Testi di riferimento
Il materiale didattico è disponibile sul sito elearning sotto forma di videolezioni e file pdf. Durante il corso saranno utilizzati server disponibili su rete e programmi gratuiti. Testo facoltativo: Pascarella Paiardini, Bioinformatica, Zanichelli
Modalità insegnamento
La frequenza delle lezioni dell’insegnamento non è obbligatoria. Il corso è strutturato in lezioni teorico-pratiche che si tengono in un’aula informatizzata. L’aula è coperta dal segnale WiFi Sapienza e pertanto gli studenti possono utilizzare anche il proprio computer portatile per la parte pratica delle lezioni. La parte teorica viene illustrata attraverso presentazioni PowerPoint e videoproiezione di navigazione in siti internet. La parte pratica viene svolta contestualmente a quella teorica utilizzando sul proprio computer o sui computer disponibili in aula i siti che mettono a disposizione i metodi bioinformatici descritti. La parte pratica è interattiva e permette la discussione e l’analisi dei risultati dell’esercizio pratico svolto insieme al docente. Il sito elearning2.uniroma1.it contiene il materiale mostrato durante la lezione e le esercitazioni pratiche che possono così essere ripetute autonomamente e indipendentemente dallo studente anche da remoto. Le modalità effettive saranno decise in base alle vigenti norme anticovid.
Frequenza
La frequenza è facoltativa ma fortemente consigliata
Modalità di esame
La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di abilità acquisita nel selezionare e utilizzare gli strumenti illustrati durante il corso. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode). L’esame si articola in una prova pratica e in un breve colloquio. La prova pratica consiste nella risoluzione di tre problemi attraverso l’uso di programmi bioinformatici mentre il colloquio verte sulla discussione dell’elaborato e su argomenti teorici generali. La votazione finale tiene conto delle due prove.
Bibliografia
Loman, N., Watson, M. So you want to be a computational biologist?. Nat Biotechnol 31, 996–998 (2013). https://doi.org/10.1038/nbt.2740
Modalità di erogazione
La frequenza delle lezioni dell’insegnamento non è obbligatoria. Il corso è strutturato in lezioni teorico-pratiche che si tengono in un’aula informatizzata. L’aula è coperta dal segnale WiFi Sapienza e pertanto gli studenti possono utilizzare anche il proprio computer portatile per la parte pratica delle lezioni. La parte teorica viene illustrata attraverso presentazioni PowerPoint e videoproiezione di navigazione in siti internet. La parte pratica viene svolta contestualmente a quella teorica utilizzando sul proprio computer o sui computer disponibili in aula i siti che mettono a disposizione i metodi bioinformatici descritti. La parte pratica è interattiva e permette la discussione e l’analisi dei risultati dell’esercizio pratico svolto insieme al docente. Il sito elearning2.uniroma1.it contiene il materiale mostrato durante la lezione e le esercitazioni pratiche che possono così essere ripetute autonomamente e indipendentemente dallo studente anche da remoto. Le modalità effettive saranno decise in base alle vigenti norme anticovid.
STEFANO PASCARELLA Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
- Descrizione delle principali banche di dati biologiche e delle modalità di interrogazione (2 ore) - Confronto di due sequenze con algoritmi esatti ed euristici; confronto di due genomi (2 ore) - Matrici di punteggio (1 ora) - Ricerche in banche dati per somiglianza di sequenza (3 ore) - Metodi per calcolare allineamenti multipli di sequenze (4 ore) - Costruzione di profili e PSSM (2 ore) - Ricerche con profili in banche dati; banche dati di profili (2 ore) - Modelli di Markov Nascosti (HMM) e uso per ricerche in banche dati, allineamento di sequenze, previsione di strutture proteiche, previsione di geni (2 ore) - Reti neurali e algoritmi di classificazione automatica; applicazione alla previsione di strutture secondarie, dell’accessibilità al solvente, peptidi segnale, epitopi antigenici, zone di interazione proteina-proteina (2 ore) - Uso di programmi di grafica molecolare (2 ore) - Modellazione per omologia (2 ore)
Prerequisiti
Il corso opzionale si colloca nel secondo semestre del terzo anno. Per seguire con profitto, lo studente deve possedere: - nozioni di Chimica biologica (struttura delle proteine, concetto di enzima, basi del metabolismo) - nozioni di Biologia Molecolare (concetto di gene, genoma, struttura degli acidi nucleici, regolazione dell’espressione genica) - nozioni di base di statistica e teoria della probabilità (probabilità, distribuzione di probabilità, test statistici) - conoscenza di base dell’uso del calcolatore e di navigazione internet.
Testi di riferimento
Il materiale didattico è disponibile sul sito elearning sotto forma di videolezioni e file pdf. Durante il corso saranno utilizzati server disponibili su rete e programmi gratuiti. Testo facoltativo: Pascarella Paiardini, Bioinformatica, Zanichelli
Modalità insegnamento
La frequenza delle lezioni dell’insegnamento non è obbligatoria. Il corso è strutturato in lezioni teorico-pratiche che si tengono in un’aula informatizzata. L’aula è coperta dal segnale WiFi Sapienza e pertanto gli studenti possono utilizzare anche il proprio computer portatile per la parte pratica delle lezioni. La parte teorica viene illustrata attraverso presentazioni PowerPoint e videoproiezione di navigazione in siti internet. La parte pratica viene svolta contestualmente a quella teorica utilizzando sul proprio computer o sui computer disponibili in aula i siti che mettono a disposizione i metodi bioinformatici descritti. La parte pratica è interattiva e permette la discussione e l’analisi dei risultati dell’esercizio pratico svolto insieme al docente. Il sito elearning2.uniroma1.it contiene il materiale mostrato durante la lezione e le esercitazioni pratiche che possono così essere ripetute autonomamente e indipendentemente dallo studente anche da remoto. Le modalità effettive saranno decise in base alle vigenti norme anticovid.
Frequenza
La frequenza è facoltativa ma fortemente consigliata
Modalità di esame
La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di abilità acquisita nel selezionare e utilizzare gli strumenti illustrati durante il corso. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode). L’esame si articola in una prova pratica e in un breve colloquio. La prova pratica consiste nella risoluzione di tre problemi attraverso l’uso di programmi bioinformatici mentre il colloquio verte sulla discussione dell’elaborato e su argomenti teorici generali. La votazione finale tiene conto delle due prove.
Bibliografia
Loman, N., Watson, M. So you want to be a computational biologist?. Nat Biotechnol 31, 996–998 (2013). https://doi.org/10.1038/nbt.2740
Modalità di erogazione
La frequenza delle lezioni dell’insegnamento non è obbligatoria. Il corso è strutturato in lezioni teorico-pratiche che si tengono in un’aula informatizzata. L’aula è coperta dal segnale WiFi Sapienza e pertanto gli studenti possono utilizzare anche il proprio computer portatile per la parte pratica delle lezioni. La parte teorica viene illustrata attraverso presentazioni PowerPoint e videoproiezione di navigazione in siti internet. La parte pratica viene svolta contestualmente a quella teorica utilizzando sul proprio computer o sui computer disponibili in aula i siti che mettono a disposizione i metodi bioinformatici descritti. La parte pratica è interattiva e permette la discussione e l’analisi dei risultati dell’esercizio pratico svolto insieme al docente. Il sito elearning2.uniroma1.it contiene il materiale mostrato durante la lezione e le esercitazioni pratiche che possono così essere ripetute autonomamente e indipendentemente dallo studente anche da remoto. Le modalità effettive saranno decise in base alle vigenti norme anticovid.
  • Anno accademico2025/2026
  • CorsoScienze Biologiche
  • CurriculumBiotecnologico cellulare
  • Anno3º anno
  • Semestre2º semestre
  • SSDBIO/10
  • CFU3