Uniwersytet Warszawski - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Bioinformatics

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1200-2EN-BIOINFLE3M Kod Erasmus / ISCED: 13.3 / (0531) Chemia
Nazwa przedmiotu: Bioinformatics
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy: Przedmioty do wyboru w semestrze 3M (studia w języku angielskim)
Punkty ECTS i inne: (brak)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: angielski
Rodzaj przedmiotu:

fakultatywne

Skrócony opis:

Zdobycie umiejętności posługiwania się podstawowymi technikami bioinformatycznymi i serwisami internetowymi oraz programowania prostych zadań praktycznych i wizualizacji wyników

Pełny opis:

Celem wykładu jest przekrojowe zapoznanie słuchaczy z metodami bioinformatyki operującymi na sekwencjach i strukturach biomolekuł. Najważniejsze będą podstawowe zasady bioinformatyki a także najczęściej wykorzystywane bazy danych i oprogramowanie.

1) Wprowadzenie.

Czym jest bioinformatyka? Jej rola w biologii, medycynie, farmakologii, biotechnologii i projektowaniu leków.

2) Bioinformatyczne bazy danych

Bazy GenBank, SwissProt, PDB, PFAM i inne; sekwencje, struktury, anotacje. Kwestie kompletności, nadmiarowości i poprawności zgromadzonych danych. Podstawowe formaty danych (PDB, FASTA)

3) Wizualizacja struktur (programy PyMol, VMD) i sekwencji (JalView)

4) Optymalne uliniowienie pary sekwencji

Złożoność obliczeniowa uliniowienia. Porównanie uliniowienia lokalnego i globalnego. Problem oceny wiarygodności uliniowienia i stosowane parametry (score, podobieństwo sekwencji, z-score e-value). Ocena przerw w uliniowieniu, macierze podstawień (podobieństwa).

5) Homologia i rodziny białek

Pojęcia homolog, analog, paralog i ortolog. Znaczenie homologii w bioinformatyce

6) Heurystyczne metody uliniowienia sekwencji i przeszukiwania baz danych: FASTA oraz BLAST

7) Uliniowienie wielu sekwencji (MSA - multiple sequence alignments)

Złożoność obliczeniowa problemu i wybrane przykładowe algorytmy. Programy CLUSTAL, mafft, muscle. Drzewa filogenetyczne Bazy danych PROSITE, PFam.

8) Profile sekwencyjne i ich znaczenie.

Ukryte modele Markova (HMM). Programy PsiBlast, HMMER, HH-Search. Uliniowienie profili sekwencyjnych (przewlekanie jednowymiarowe)

9) Analiza i porównywanie struktur przestrzennych białek.

Optymalne nałożenie struktur. Pojęcie średniej kwadratowej różnicy współrzędnych struktur. Przewidywanie struktury II-rzędowej białek. Klasyfikacja DSSP struktury II-rzędowej. Inne definicje struktury II- rzędowej. Programy PHD i PsiPRED.

10) Przewidywanie struktury i funkcji białek

Rożne koncepcje przewlekania. Serwery i metaserwery. Modelowanie porównawcze, przewlekanie (uliniowienie sekwencyjno - strukturalne) oraz metody de novo. Programy Rosetta, SWISS-MODEL i MODELLER. Dokowanie ligandów. Wykorzystanie modelowania w projektowaniu leków

Literatura:

1. A. D. Baxevanis, B.F. F. Ouellettee, Bioinformatics, Wiley 1998 też edycja polska Bioinformatyka, PWN 2004, pod redakcją Jacka Leluka

2.J. Setubal, J. Meidanis, Introduction to Computational Biology, PWS Publishing, 1997

3.E. V. Koonin, M. Y. Galperin, Sequence-Evolution-Function, Computational Approaches in Compartive Genomics, Kluwer, 2003

Efekty uczenia się:

Student poprawnie wyciąga wnioski w typowych problemach bioinformatycznych, posługując się zależnościami ewolucyjnymi (homologią)

Student umie skorzystać z narzędzi dostępnych w internecie oraz rozumie uzyskane wyniki. W szczególności umie:

- znaleźć żądaną strukturę w bazie danych PDB, wyszukać informacje na jej temat

- obliczyć uliniowienie pary sekwencji białek

- znaleźć sekwencje homologiczne do posiadanej sekwencji, zawęzić wyszukiwanie wg różnych kryteriów

- zakwalifikować sekwencję aminokwasową do znanej rodziny białek

- sprawdzić, czy znane są struktury dla białek homologicznych

- stworzyć model struktury białka korzystając z metody modelowania porównawczego

Metody i kryteria oceniania:

Test zaliczeniowy składający się z około 15 pytań zamkniętych i 5 otwartych.

Praktyki zawodowe:

nie dotyczy

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.