Laurea Specialisctica in Scienze e Tecnologie Biomolecolari

corso di Bioinformatica A.A. 2007-2008

SOMMARIO DELLE LEZIONI

DATA

TITOLO LEZIONE

ARGOMENTI TRATTATI

RIFERIMENTI

1/10/2007

Introduzione del corso.

Cenni di Complessita' Computazionale 1

Descrizione del corso e delle modalita' di esame. Complessita' di un algoritmo. Complessita' di un problema.

Lucidi del docente disponibili in copisteria.

2/10/2007

Cenni di complessita' computazionale 2

Esercizio sulla complessita'. Le classi P e NP. Problemi intrattabili.

Lucidi del docente disponibili in copisteria.

8/10/2007

Cenni di complessita' computazionale 3

Riduzioni polinomiali (cenno) e problemi NP-completi. Approcci per problemi non trattabili: Approssimazioni ed euristiche.

Lucidi

9/10/2007

Approcci a problemi non trattabili.

I principali costrutti dei linguaggi di programmazione.

Approssimazioni: la clase APX. Euristiche: branch and bound, algoritmi probabilistici. I costrutti dei linguaggi di programmazione: esempi di utilizzo.

Lucidi

Materiale in copisteria.

15/10/2007

Pattern Matching 1

Pattern Matching esatto: algoritmo naive e analisi della complessita'. Metodi con preprocessing del pattern.

Materiale in copisteria su Pattern Matching.

16/10/2007

Pattern Matching 2

Algoritmo KMP. Dimostrazione di correttezza. Esempi di applicazione. Analisi della complessita'.

Materiale in copisteria su Pattern Matching.

22/10/2007

Pattern Matching 3

Metodi basati su preprocessing del testo: indicizzazioni. Il suffix tree. Esempi.

Materiale in copisteria su Pattern Matching.

23/10/2007

Pattern Matching 4

Il suffix tree generalizzato. Pattern Matching approssimato: distanze di Hamming e di edit, alfabeti degenerati, simbolo wild card. Pattern Matching approssimato con il suffix tree.

Materiale in copisteria si Pattern Matching.

29/10/2007 ore 16

Allineamenti di sequenze 1

Allineamento globale di due sequenze. Il problma e dimensione dello spazio di ricerca. Calcolo dello score e dell'allineamento ottimo in tempo e spazio quadratico con la matrice di programmazione dinamica. Esempi.

Materiale in copisteria su allineamenti.

30/10/2007 ore 16

Allineamenti di sequenze 2

Allineamento locale: definizione e soluzione con la matrice di programmazione dinamica. Esempi. Allineamento semiglobale: definizione e soluzione con la matrice di programmazione dinamica. Esempi.

Materiale in copisteria su allineamenti.

12/11/2007 ore 16

Allineamenti di sequenze 3

Ottimizzazioni: allineamenti in spazio lineare, allineamenti in spazio e tempo lineare per sequenze molto simili. Calcolo della longest common subsequence con la matrice di programmazione dinamica. Esempi.

Materiale in copisteria su allineamenti.

13/11/2007 ore 16

Allineamenti di sequenze 4

Calcolo dell'allineamento ottimo con funzioni generali per le gap penalties. Calcolo dell'allineamento ottimo con funzione di gap penalty affine. Esempi.

Materiale in copisteria su allineamenti.

19/11/2007 ore 16

Allineamenti multipli di sequenze 1

Ricorstruzione di alberi filogenetici 1

Allineamenti multipli: SP score, a stella, ad albero. Matrici PAM. Il tool BLAST. Alberi filogenetici: introduzione.

Materiale in copisteria su sequence comparison. Materiale in copisteria su alberi filogenetici.

20/11/2007 ore 16

Ricostruzione di alberi filogenetici 2

Alberi filogenetici radicati e non: enumerazione. Metodi basati su distanze: algoritmo UPGMA. Esempi.

Materiale in copisteria su alberi filogenetici.

26/11/2007 ore 16

Pattern Matching approssimato

Algoritmo Boyer Moore in versione approssimata per sequenze geniche

Lucidi

27/11/2007

Ricostruzione di alberi filogenetici 3

Algoritmo Neighbor Joining. Esempi. Metodi basati su caratteri: Algoritmo di Fitch. Esempi.

Materiale in copisteria su alberi filogenetici.

3/12/2007

Ricerca di motivi 1

Ricerca di motivi esatti col il suffix tree. Esempi. Algoritmo KMR. Esempi. Motivi strutturati e applicazione alla ricerca di binding site di fattori di trascrizione.

4/12/2007

Allineamenti multipli di sequenze 2

Filtri per allineamenti multipli locali approssimati con Hamming Distance. Estensione al caso della Edit Distance.

10/12/2007

Esercitazione

Esercizi sul suffix tree. Esercizi di scrittura in pseudocodice di semplici algoritmi su vettori. Valutazione delle complessità.

10/12/2007 ore 16

Fragment Assembly

Importanza del problema nel sequenziameno di genomi. Possibili approcci e complicazioni. Suo legame con il problema "Shortest common superstring".

11/12/2007

Esercitazione

Esercizi di scrittura di pseudocodice e di valutazione della complessità. Esercizi su allineamenti.