Detail předmětu

Bioinformatika

IV108 Ak. rok 2024/2025 zimní semestr

Pokročilý předmět v bioinformatice kombinující přednášky a cvičení na počítači, navazující na základy mol.biologie a bioinformatiky z jiných předmětů.

Okruhy otázek k SDZ:

  1. Vyhledávání v biologických sekvencích (typy vyhledávání, principy a aplikace)
  2. Porovnávání biologických sekvencí (párové a mnohočetné, aplikace)
  3. Genomy, jejich struktura a analýza sekvence DNA
  4. Analýza a predikce struktury RNA
  5. Techniky sekvenování DNA (principy a aplikace)
  6. Struktura a funkce proteinů
  7. Analýza sekvence proteinů (detekce domén, predikce struktury, analýza korelovaných mutací)
  8. Zvláštní struktury DNA (triplex, kvadruplex), repetitivní a mobilná DNA, genom člověka
  9. Molekulárně-biologické a bioinformatické databáze (např. GenBank, UniProt, RefSeq, PDB, Gene Ontology)
  10. Výpočetní nástroje (např. BLAST, BLAT, R/Bioconductor, Biomart, genomové prohlížeče) a datové formáty (např. FASTA, FASTQ, SAM, VCF, GFF3, PDB) používané v mol.biologii a bioinformatice.

Garant předmětu

Lexa Matej, Ing., Ph.D. (DFIT-děkan)

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zkouška (ústní)

Rozsah

  • 13 hod. přednášky
  • 13 hod. cvičení

Bodové hodnocení

  • 100 bodů závěrečná zkouška

Zajišťuje ústav

Fakulta informatiky (FI MU)

Cíle předmětu

Seznámení s vybranými algoritmy a metodami analýzy dat využívaných v bioinformatice.
Na konci kurzu budou studenti:

  • podrobně seznámeni s vybranými algoritmy a metodami analýzy dat využívaných v bioinformatice, jejich výhodách a slabých místech a nejnovějších alternativách a postupech
  • dokáží pracovat s prostorovými modely molekul
  • studenti dokáží kriticky hodnotit a navrhovat vlastní postupy při řešení vybraných problémů v bioinformatice
  • budou znát principy metod sekvenování DNA a práce s takto získanými sekvencemi.

Literatura studijní

  • BROWN, Stuart M. Next-generation DNA sequencing informatics. Second edition. Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, [2015]. ISBN 978-1621821236.
  • Zvelebil M., Baum J.: Understanding bioinformatics. Garland Science, London, 2007 ISBN 978-0815340249.

Osnova přednášek

  1. Biologický jazyk (segmentace sekvencí, informačně-statistická analýza biologických sekvencí)
  2. Hledání výrazů a příbuzných sekvencí (algoritmy založené na filtraci a suffixových polích)
  3. Heuristické algoritmy pro hledání podobnosti biologických sekvencí (BLAST, BLAT, Pattern Hunter)
  4. Práce s regulárními výrazy v bioinformatice
  5. Algoritmy pro předpovídání a analýzu strukturních dat (sekundární struktura, kontakty v proteinech, identifikace domén)
  6. Algoritmy pro předpovídání a analýzu strukturních dat (3D struktura, srovnávání struktur)
  7. Práce se strukturami molekul v programu Pymol
  8. Nové metody sekvenování DNA
  9. Skládání genomů a další operace s krátkými sekvencemi nukleových kyselin
  10. Odhad teploty topení duplexů DNA a jiných struktur nukleových kyselin, program mfold
  11. Sekundární struktura RNA
  12. DNA výpočty
  13. Srovnávací genomika člověka (příklady z vědecké literatury)

Průběžná kontrola studia

Průběžné řešení úloh, závěrečná písemná zkouška, minimum je 50 bodů.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program DIT, libovolný ročník, povinně volitelný skupina O
  • Program DIT, libovolný ročník, povinně volitelný skupina O
  • Program DIT-EN (anglicky), libovolný ročník, povinně volitelný skupina O
  • Program DIT-EN (anglicky), libovolný ročník, povinně volitelný skupina O
  • Program VTI-DR-4, obor DVI4, libovolný ročník, volitelný
  • Program VTI-DR-4, obor DVI4, libovolný ročník, volitelný
  • Program VTI-DR-4 (anglicky), obor DVI4, libovolný ročník, volitelný
Nahoru