Bioinformatika

Přednášející:

Marian Novotný (gar.)

Cvičící:

Marian Novotný (gar.)

Předmět zajišťuje:

katedra biomedicínské informatiky

Anotace:

Laboratoře po celém světě produkují obrovské množství nových nukleotidových i proteinových sekvencí, expresních profilů, 3D struktur a dalších biologických dat. Za pouhý jeden rok (2008) se množství známých nukleotidových sekvencí rozrostlo o 25 % na 250 gigabazí. Za stejný rok se zvětšila databáze známých 3D struktur o 17%, v současnosti se sekvenuje přes 1500 organismů. S rostoucím množstvím dat roste i význam bioinformatiky, která sbírá, archivuje a především analyzuje a pokouší se nalézt smysl a cenné informace v nekontrolovaně rostoucím moři dat. Bioinformatika je jedním z nejdynamyčtěji se rozvíjejících biomedicínských oborů a znalost alespoň základních bioinformatických databází, metod a algoritmů se pomalu stává nezbytnou pro kohokoliv s vážným zájmem o biomedicínský výzkum či biotechnologické aplikace. Databáze a metody budou nejprve uvedeny formou přednášek a získané znalosti budou následně rozvíjeny a procvičovány během počítačových praktik, které studentům umožní yyzkoušet si probírané metody na vlastní kůži. Praktika byla dlouhodobě a úspěšně testována na studentech Uppsalské univerzity ve Švédsku. Základní znalost struktury proteinů a nukleových kyselin je výhodou, nikoliv však nezbytná.

Požadavky:

Absolvování všech cvičení, napsání referátu o článku (ve skupině) a úspěšné zvládnutí závěrečného testu (minimálně 50 % bodů ze 100). Klasifikovaný zápočet je písemný, formou otázek a odpovědí. Délka zápočtu je 2,5-3,5 hodiny.

Osnova přednášek:

1. Úvod do molekulární biologie, úvod do bioinformatiky

2. Data - jak se generují? (genomika, rentgenová krystalografie, čipy)

3. Data - kde se dají nalézt? (databáze)

4. Sekvenční alignment - algoritmy, použití

5. Vyhledávání podobných sekvenci - BLAST, PSI-Blast

6. Strukturní alignment - algoritmy, použití

7. Analýza proteinových struktur

8. Predikce 3D struktur proteinů

9. Homologní modelování a predikce interakce ligand-receptor

10. Predikce genů, fylogeneze

11. Systémová biologie

12. Analýza dat z „microarray“ čipů

13. Umělá inteligence v bioinformatice - neurální sítě, SVM

Osnova cvičení:

1. Sekvenční databáze a analýza

2. Strukturní databáze

3. Predikce proteinové struktury

4. Analýza proteinové struktury

5. Homologní modelování

6. Analýza microarry experimentů

Cíle studia:

Cílem je seznámit studenty s dynamicky se rozvíjejícím oborem na pomezí biologie, medicíny a informačních technologií. Studenti se seznámí s nejběžnějšími bioinformatickými algoritmy teoreticky, ale také se naučí ovládat a využívat řadu metod v praktických cvičeních. Cílem je (jak v přednáškách tak cvičeních) procvičovat interpretaci pozorovaných dat a kriticky hodnotit výsledky. V průběhu kurzu budou studenti konfrontováni také s odbornou literaturou ve formě vědeckých článků, což přispěje k jejich obecným veděckým dovednostem.

Studijní materiály:

[1] Fatima Cvrčková (2006): Úvod do praktické bioinformatiky; 1. Vydání, Academia, 150 stran, ISBN: 80-200-1360-1

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost KL:B-505 Novotný M. 08:00–09:50 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Kladno FBMI Počítačová učebnamístnost KL:B-505 Novotný M. 10:00–11:50 (přednášková par. 1) Kladno FBMI Počítačová učebna
Út
St
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bakalářský studijní obor Biomedicínská informatika - prezenční (povinně volitelný předmět)
• Bakalářský studijní obor Biomedicínská informatika - prezenční (povinně volitelný předmět)