Algoritmi di Assemblaggio del Genoma con Grafi di De Bruijn Accoppiati

Ricostruire un intero genoma da miliardi di frammenti di DNA corti e frammentati è una delle sfide computazionali più significative nella biologia moderna. Questo corso basato su testo ti introduce ai concetti algoritmici fondamentali alla base dell'assemblaggio del genoma, concentrandosi su come le letture a coppie di estremità (paired-end reads) risolvono il problema della risoluzione delle ripetizioni. Comprendendo come i dati biologici vengono tradotti in strutture matematiche, acquisirai una chiara prospettiva su come gli assemblatori moderni mappano il codice della vita. Costruirai una solida base teorica nella teoria dei grafi applicata alla bioinformatica, passando dai concetti di sequenza di base a tecniche avanzate di attraversamento dei grafi. Attraverso spiegazioni scritte chiare, imparerai come modellare i dati genomici e risolvere le ambiguità strutturali che sorgono durante il sequenziamento. Cosa imparerai: - Comprendere i concetti fondamentali di k-mer, letture di sequenziamento del DNA e i limiti del sequenziamento a singola estremità. - Costruire grafi di De Bruijn dai dati di sequenza e rappresentare computazionalmente i k-mer sovrapposti. - Applicare algoritmi di cammino e ciclo euleriano per ricostruire le sequenze genomiche originali. - Risolvere il problema delle ripetizioni nell'assemblaggio del genoma utilizzando grafi di De Bruijn accoppiati e coppie di letture. - Esplorare concetti moderni di assemblaggio ibrido che combinano tecniche basate su grafi di letture corte con dati di sequenziamento a lettura lunga. Il corso inizia con la terminologia biologica e algoritmica essenziale prima di guidarti passo dopo passo attraverso la costruzione del grafo, la ricerca del cammino e la ricostruzione della sequenza. Consoliderai il tuo apprendimento attraverso analisi algoritmiche scritte ed esercizi concettuali basati su testo. Questo corso è progettato per principianti in bioinformatica, studenti di informatica o appassionati di biologia che desiderano comprendere la matematica alla base dell'assemblaggio delle sequenze. Non è richiesta alcuna conoscenza pregressa di teoria dei grafi avanzata o biologia. Inizia a leggere oggi per svelare i segreti algoritmici del sequenziamento genomico.