Detail předmětu
Bioinformatika
BIF Ak. rok 2020/2021 letní semestr 5 kreditů
Předmět uvádí studenty do základních principů molekulární biologie z pohledu informatiky, představuje výpočetní algoritmy pro analýzu biologických dat, uvádí jejich složitost a ukazuje směr, jak efektivně navrhovat metody nové. Zejména budou diskutovány následující oblasti: metody pro prohledávání biologických sekvencí, evoluční modely, způsoby konstrukce vývojových stromů, algoritmy pro rozpoznávání genů s využitím strojového učení a přístupy pro predikci 2D a 3D struktury proteinů. Výklad je doplněn praktickými ukázkami s využitím dostupných databází biologických dat.
Garant předmětu
Koordinátor předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 26 hod. přednášky
- 12 hod. pc laboratoře
- 14 hod. projekty
Bodové hodnocení
- 58 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
- 16 bodů půlsemestrální test (písemná část)
- 12 bodů laboratoře
- 14 bodů projekty
Zajišťuje ústav
Přednášející
Cvičící
Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu
Studenti budou schopni pracovat s rozsáhlými databázemi biologických dat a navrhovat nové efektivní algoritmy pro jejich analýzu.
Pochopení vztahu mezi počítači a vybranými molekulárními procesy.
Cíle předmětu
Porozumět základním principům v oblasti molekulární biologie z pohledu informatiky. Obdržet znalosti o používaných výpočetním algoritmech a přístupech. Získat schopnost navrhovat nové efektivní metody pro analýzu biologických dat.
Proč je předmět vyučován
Zpracování biologických dat vyžaduje znalost základních algoritmů a nástrojů z oblasti bioinformatiky (zarovnání sekvencí, konstrukce fylogenetických stromů, sestavení/mapování sekvenačních dat, atd.). Cílem tohoto kurzu je poskytnout studentovi tyto informace a připravit jej na budoucí povolání v oblasti bioinformatiky.
Osnova přednášek
- Úvod do bioinformatiky
- Základy molekulární biologie z pohledu informatiky
- Nástroje molekulární biologie
- Databáze biologických dat
- Zarovnání sekvencí, dynamického programování, BLAST, FASTA
- Evoluční modely
- Konstrukce fylogenetických stromů
- Sestavování fragmentů DNA
- Genomika a rozpoznávání genů
- Proteiny a predikce jejich struktury
- Výpočet sekundární struktury RNA
- Proteomika, regulační sítě
- Polymorfizmus genů a diverzita
Osnova počítačových cvičení
- Databáze biologických dat
- Analýza genomových sekvencí
- Zarovnání sekvencí
- Konstrukce fylogenetických stromů
- Hledání genů
- Analýza struktury proteinů
Osnova ostatní - projekty, práce
Studenti vypracují projekt související s tematikou předmětu. Hodnotit se bude realizace, prezentace a dokumentace projektu.
Průběžná kontrola studia
Půlsemestrální zkouška, projekt, úkol z počítačového cvičení.
Podmínky zápočtu:
Nejsou.
Kontrolovaná výuka
Výuka není povinná, v případě nepřítomnosti v laboratořích lze nahradit ztrátu bodů následujícím způsobem:
- přijít do jiné skupiny, ve které se probírá ta samá laboratorní úloha.
- na následující laboratoři cvičícímu krátce předvést výsledky ze zameškané laboratoře.
- zaslat cvičícímu do 14 dní zaslat krátký protokol sumarizující výsledky zameškané laboratoře a obsahující odpovědi na otázky ze zadání.
Podmínky zápočtu
Nejsou.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program IT-MGR-2, obor MBI, 1. ročník, povinný
- Program IT-MGR-2, obor MBS, MGM, MIN, MIS, MMM, MPV, MSK, libovolný ročník, volitelný
- Program MITAI, obor NADE, NCPS, NEMB, NGRI, NHPC, NIDE, NISD, NISY, NMAL, NMAT, NNET, NSEC, NSEN, NSPE, NVER, NVIZ, libovolný ročník, volitelný
- Program MITAI, obor NBIO, 1. ročník, povinný