Una edizione ridotta della prima parte del testo ben più approfondito, tradotto in Inglese per poter essere adottato come materiale di studio per l’insegnamento dallo stesso titolo, svolto nell’ambito della laurea in Bioinformatics.
In realtà non sono poi tanto soddisfatto del risultato e della qualità della traduzione ottenuta, malgrado l’uso di strumenti automatici e l’impegno profuso.
Ma lo stesso materiale ha anche dato luogo ad una serie di slide, sempre in inglese, alla cui realizzazione ho potuto dedicare più tempo, e che per questo prediligo rispetto al materiale precedente. Il link che segue porta allo scaricamento della intera serie di slide, in un pacchetto zippato
Oltre alla consuete nozioni sull’analisi di Fourier, continua e discreta, e sulla statistica applicata ai segnali, due sono i capitoli in cui si stringono i legami tra Signal Processing e Biochimica. Il primo è allo slide set dal titolo Signal processing in Bioinformatics, che racconta come
- interpretare la sequenza delle basi del DNA da un punto di vista spettrale, per individuare le regioni codificanti del genoma;
- l’identità dei geni cdc (cell division cycle) la cui espressione determina la formazione (periodica) dei complessi CDK-cyclin, che guidano a loro volta il processo di replicazione cellulare, sia stata determinata analizzando i dati raccolti da un micro-array mediante un indicatore definito come Fourier Score;
- descrivere la teoria alla base del funzionamento della Fourier transform Infrared Spectrometry (FTIR), che permette di identificare le sostanze chimiche (ed i legami) di cui è costituito un campione in esame, in base al suo spettro di assorbimento, e di cui Fourier permette di accelerare la misurazione mediante un interferometro a ritardo variabile;
La seconda mescolanza tra contesti avviene nello slide set dal titolo Information theory and biochemical applications in cui si equipara la variabilità delle reazioni chimiche al passaggio di un segnale attraverso un canale rumoroso, con conseguente perdita di informazione, in modo da poter applicare i concetti di entropia ed informazione mutua al contesto biochimico, portando come esempi
- lo sviluppo dell’embrione di Drosphila
- il flusso di informazione trasmessa lungo la pathway biologica TNF-NFKb
- le strategie di migrazione del batterio della muffa del fango
Pur senza approfondire particolarmente, mi limito a riportare queste conclusioni:
Le reti e le vie di segnalazione si sono evolute per informare la cellula sui cambiamenti delle condizioni ambientali, compresa la presenza e la funzione attuale delle cellule vicine. Di conseguenza, queste reti sono specializzate nell’elaborazione e nella trasmissione di informazioni per circoscrivere lo spazio decisionale delle risposte fenotipiche, e per consentire reazioni appropriate a un ambiente dinamico
Su questi argomenti, ho scritto anche due post del Blog:
più un altro documento che illustra il ruolo della trasformata di Fourier tridimensionale nel funzionamento della cristallografia a raggi X, utilizzata per studiare la forma delle proteine, ed illustrato nel post linkato sotto.
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