Laurea Specialistica in Informatica

Laurea Specialistica in Tecnologie Informatiche

corso di Bioinformatica A.A. 2008-2009

SOMMARIO DELLE LEZIONI

DATA

TITOLO LEZIONE

ARGOMENTI TRATTATI

RIFERIMENTI

25/2/2009

Introduzione al corso.

Cenni di biologia molecolare 1

Descrizione del corso e delle modalita' di esame. Introduzione alla bioinformatica. Cenni di biologia molecolare: DNA, RNA, e proteine. La cellula.

Materiale in copisteria sulla biologia molecolare.

27/2/2009

Cenni di biologia molecolare 2

La sintesi proteica: trascrizione, traduzione, codice genetico. Le mutazioni puntuali.

Materiale in copisteria sulla biologia molecolare.

4/3/2009

Cenni di Biologia Molecolare 3

Pattern matching 1

Mutazioni cromosomiche e genomiche. Geni paralogi e ortologhi. Pattern matching esatto: Applicazioni in biologia, soluzione naive. Pattern matching esatto con preprocessing del pattern: idea. Algoritmo di Morris e Pratt.

"Jewels of Stringology"

6/3/2009

Pattern matching 2

Esempi di applicazione dell'algoritmo di Morris e Pratt. Dimostrazione della correttezza. Analisi della complessita'.

"Jewels of Stringology"

11/3/2009

Assegnazione argomenti per seminari.

Descrizione del docente (a tutti gli studenti) degli argomenti proposti. Espressione delle Preferenze dei gruppi di studenti. Assegnazione argomenti quanto piu' possibile sulla base delle preferenze...

Le assegnazioni sono riportate sul sito del corso.

13/3/2009

Pattern matching 3

Limiti dell'algoritmo di Morris e Pratt. Algoritmo di Knuth, Morris e Pratt: idea, esempio, analisi della complessita'. Algoritmo di Boyer e Moore. Automa di Aho-Corasick (cenni). Algoritmo di Karp e Rabin.

"Jewels of Stringology"

18/3/2009

Pattern Matching 4

Pattern matching con preprocessing del testo: indici. Suffix tree e sua costruzione lineare. Suffix tree generalizzato. Esempi.

"Jewels of Stringology"

20/3/2009

Pattern Marching 5

Ricerca di motivi 1

Pattern matching approssimato: i vari approcci all'approssimazione e alla ricerca.

Ricerca di motivi esatti con il suffix tree: analisi della complessita'.

"Jewels of Stringology"

25/3/2009

Ricerca di motivi 2

Nozioni di massimalita' di motivi. Definizioni ed esempi. Algoritmo KMR. Analisi della complessita' di KMR. Esempi. Confronto metodo col suffix tree e KMR.

27/3/2009

Ricerca di motivi 3

Motivi strutturati: applicazioni alla localizzazione di binding site di fattori di trascrizione. Indicizzazione di motivi strutturati con il suffix tree. Motivi approssimati con Hamming Distance: ricerca con il suffix tree.

1/4/2009

Ricerca di motivi 4

Ricerca di motivi approssimati con alfabeto degenerato. L'algoritmo KMRC. Esempi. Analisi della complessita'.

3/4/2009

Allineamenti di sequenze 1

Il paradigma della programmazione dinamica: sottostruttura ottima di un problema. Esempi. 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 sequence comparison.

17/4/2009

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. Allineamenti semiglobale. Esempi. Calcolo della longest common subsequence con la matrice di programmazione dinamica. Esempi.

Materiale in copisteria su sequence comparison.

22/4/2009

Allineamenti di sequenze 3

Ottimizzazioni: allineamenti in spazio lineare, allineamenti in spazio e tempo lineare per sequenze molto simili.

Materiale in copisteria su sequence comparison

24/4/2009

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 sequence comparison.

29/4/2009

SEMINARIO

SEMINARIO Maximal Repetitions in Strings di Nicola De Maio e Nino Cauli.

6/5/2009

Allinamenti di sequenze 5

N.B. Si e' svolta solo un'ora di lezione a causa del BLOCCO DELLA DIDATTICA ALLE 15 per consentire la pertecipazione alle elezioni studentesche.

Allineamento globale di due sequenze con funzione di gap penalty affine: esempio.

Materiale in copisteria su sequence comparison.

8/5/2009

Allineamenti di Sequenze 6

Allineamenti multipli: SP score, a stella, ad albero. Matrici PAM e BLOSUM. Il tool BLAST: cenni.

Materiale in copisteria su sequence comparison.

13/5/2009

Fragment Assembly.

Il sequenziamnto di grandi genomi: storia. Il problema del Fragment Assembly: motivazioni e rilevanza. Soluzione greedy. Problemi: copertura, contaminazioni, chimere, orientamento ignoto, ripetizioni lunghe e corte. Possibili soluzioni: approcci euristici.

Materiale in copisteria su Fragment Assembly

15/5/2009

11-13 e 14-16

Genome Rearrangement 1.

Breakpoint: modello dei punti di rottura casuali VS modello dei punti di rottura fragili. Genomi mediani. Cluster mediano di geni.

20/5/2009

Genome rearrangement 2

Assegnamento di geni ortologhi.

Sorting di genomi per inversioni orientate in tempo O(n log n).

22/5/2009

11-13 e 14-16

Ricerca di similarita'

Ricerca di repeat in genomi incompleti. Allineamento multiplo basato su segmenti. Allineamnto di LCS di suffissi consecutivi. Ricerca di proteine simili tramite vincoli sull'mRNA.