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FA/0111 - CHIMICA COMPUTAZIONALE

Anno Accademico ​2019/2020

Docente
SIMONA ​DISTINTO (Tit.)
Periodo
Primo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento




Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/71] ​ ​BIOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE [60/71-00 - Ord. 2015] ​ ​PERCORSO COMUNE324
Obiettivi

Apprendimento dei concetti fondamentali e delle conoscenze di base dei metodi computazionali applicati all’analisi delle macromolecole biologiche e alla bioinformatica.
CONOSCENZA E CAPACITA’ DI COMPRENSIONE: Il corso introduce gli studenti ai principali concetti di chimica computazionale, approfondendo le conoscenze sulla struttura molecolare/macromolecolare.
CAPACITA’APPLICATIVE: Gli studenti acquisiranno conoscenze sull’applicazione delle tecniche computazionali per lo studio della struttura e reattività di macromolecole biologiche.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Le lezioni teoriche ed le esercitazioni permetteranno agli studenti di acquisire maggiori capacità per affrontare e risolvere problemi inerenti le tematiche in studio.
ABILITÀ NELLA COMUNICAZIONE: Gli studenti miglioreranno la loro capacità di presentare con competenza e con linguaggio appropriato i concetti e le problematiche proprie della disciplina.
CAPACITÀ DI APPRENDERE: Gli studenti miglioreranno la loro capacità di autoaggiornamento nel campo delle conoscenze e metodologie strumentali nello studio di problematiche chimiche inerenti al settore della biologia.

Prerequisiti

Buona conoscenza della chimica organica, biologia e biochimica.

Contenuti

- Introduzione alla Chimica computazionale.
- Allineamento di sequenze nucleotidiche e proteiche:
Internet e il progetto Genoma Umano. Le banche dati.
Algoritmi di confronto fra due sequenze o più sequenze. Metodi euristici e cenni ai programmi di allineamento. Metodi elementari per la ricostruzione di filogenesi.
- Metodi per il calcolo della geometria ed energia molecolare: Meccanica Molecolare. Meccanica quantistica.
- Analisi strutturale delle macromolecole: Metodi per la determinazione della struttura tridimensionale a risoluzione atomica delle macromolecole biologiche. Banche dati di strutture 3D. Programmi di visualizzazione. Ricerche di similarità strutturale. Metodi per la predizione della struttura.
- Metodi computazionali applicati alle biomolecole: Introduzione alla problematica della simulazione di molecole di interesse chimico-biologico. Metodi structure-based: docking, dinamica molecolare, studi farmacoforici. Virtual screening.
-System Biology e strumenti online.

Metodi Didattici

Il metodo d’insegnamento prevede lezioni frontali in aula che comprendono una presentazione orale condotta attraverso il commento di materiale illustrativo.
Ogni lezione è strutturata nel seguente modo:
•una introduzione, che include una chiara presentazione degli obiettivi, delle idee chiave e della loro relazione con gli obiettivi dell’intero Corso. Scopi fondamentali dell’introduzione sono quelli di consolidare l’attenzione, rinforzare la motivazione e fornire un quadro d’insieme di ciò che verrà successivamente sviluppato;
•uno sviluppo, che presenta dettagliatamente i contenuti in modo da far risaltare le connessioni fra le idee o i punti-chiave.
•una conclusione, o riassunto, che salda insieme il tutto. La conclusione è intesa a rinforzare l’apprendimento e a ricollegare i contenuti della lezione con gli obbiettivi generali.
•Inoltre, gli argomenti discussi in classe saranno oggetto di esercitazioni presso il laboratorio di informatica.

Verifica dell'apprendimento

Per la valutazione finale è previsto un esame orale e una simulazione al computer in cui viene chiesto di mostrare comprensione critica dei concetti chiave e;applicazione delle metodologie computazionali.
Il voto finale tiene conto di vari fattori:
•Qualità delle conoscenze, abilità, competenze possedute e/o manifestate:
a) appropriatezza, correttezza e congruenza delle conoscenze
b) appropriatezza, correttezza e congruenza delle abilità
c) appropriatezza, correttezza e congruenza delle competenze
•Modalità espositiva:
a) Capacità espressiva;
b) Utilizzo appropriato del linguaggio specifico della disciplina;
c) Capacità logiche e consequenzialità nel raccordo dei contenuti;
e) Capacità di collegare differenti argomenti trovando i punti comuni e istituire un disegno generale coerente, ossia curando struttura, organizzazione e connessioni logiche del discorso espositivo;
f) Capacità di sintesi anche mediante l’uso del simbolismo proprio della materia e l’espressione grafica di nozioni e concetti, sotto forma per esempio di formule, schemi, equazioni.
Qualità relazionali:
•Disponibilità allo scambio e all’interazione con il docente durante il colloquio.
Qualità personali:
a) spirito critico;
b) capacità di autovalutazione.
Il giudizio finale può essere:
a) Sufficiente (da 18 a 20/30)
Il candidato dimostra poche nozioni acquisite, livello superficiale, molte lacune. capacità espressive modeste, ma comunque sufficienti a sostenere un dialogo coerente; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di livello elementare; scarsa capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piuttosto stentata; scarsa interazione con il docente durate il colloquio.
b) Discreto (da 21 a 23)
Il candidato dimostra discreta acquisizione di nozioni, ma scarso approfondimento, poche lacune; capacità espressive piú che sufficienti a sostenere un dialogo coerente; accettabile padronanza del linguaggio scientifico; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di moderata complessità; più che sufficiente capacità di sintesi e capacità di espressione grafica accettabile.
c) Buono (da 24 a 26)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni piuttosto ampio, moderato approfondimento, con piccole lacune; soddisfacenti capacità espressive e significativa padronanza del linguaggio scientifico; capacità dialogica e spirito critico ben rilevabili; buona capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piú che accettabile.
d) Ottimo (da 27 a 29)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso, ben approfondito, con lacune marginali; notevoli capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; notevole capacità dialogica, buona competenza e rilevante attitudine alla sintesi logica; elevate capacità di sintesi e di espressione grafica.
e) Eccellente (30)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso e approfondito, eventuali lacune irrilevanti; elevate capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; ottima capacità dialogica, spiccata attitudine a effettuare collegamenti tra argomenti diversi; ottima capacità di sintesi e grande dimestichezza con l’espressione grafica.
La lode si attribuisce a candidati nettamente sopra la media, e i cui eventuali limiti nozionistici, espressivi, concettuali, logici risultino nel complesso del tutto irrilevanti.

Testi

-S. Pascarella, A. Paiardini, Bioinformatica. “Dalla sequenza alla struttura delle proteine”, Zanichelli, 2010.
-Anna Tramontano. Bioinformatica. Zanichelli.

Altre Informazioni

Slides e tutorials saranno messi a disposizione degli studenti. Inoltre sarà fornito ulteriore materiale di approfondimento. Il tutto sarà reso disponibile nella pagina docente.

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