Detail předmětu

Bioinformatika

FIT-BIFAk. rok: 2017/2018

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.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Tomáš Martínek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Výsledky učení 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.

Prerekvizity

Nejsou žádné prerekvizity.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.

Nejsou.

Osnovy výuky

    Osnova přednášek:
    1. Úvod do bioinformatiky
    2. Základy molekulární biologie z pohledu informatiky
    3. Nástroje molekulární biologie
    4. Databáze biologických dat
    5. Zarovnání sekvencí, dynamického programování, BLAST, FASTA
    6. Evoluční modely
    7. Konstrukce fylogenetických stromů
    8. Sestavování fragmentů DNA
    9. Genomika a rozpoznávání genů
    10. Proteiny a predikce jejich struktury
    11. Výpočet sekundární struktury RNA
    12. Proteomika, regulační sítě
    13. Polymorfizmus genů a diverzita

    Osnova počítačových cvičení:
    1. Databáze biologických dat
    2. Zarovnání sekvencí
    3. Konstrukce fylogenetických stromů
    4. Analýza struktury proteinů

    Osnova ostatní - projekty, práce:
    Studenti vypracují projekt související s tematikou předmětu. Hodnotit se bude realizace, prezentace a dokumentace projektu.

Učební cíle

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.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Půlsemestrální zkouška, projekt, úkol z počítačového cvičení.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBI , 1 ročník, letní semestr, povinný
    obor MSK , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MMM , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MBS , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MPV , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MIS , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MIN , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MGM , 0 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Martínek, Ph.D.

Osnova

  1. Úvod do bioinformatiky
  2. Základy molekulární biologie z pohledu informatiky
  3. Nástroje molekulární biologie
  4. Databáze biologických dat
  5. Zarovnání sekvencí, dynamického programování, BLAST, FASTA
  6. Evoluční modely
  7. Konstrukce fylogenetických stromů
  8. Sestavování fragmentů DNA
  9. Genomika a rozpoznávání genů
  10. Proteiny a predikce jejich struktury
  11. Výpočet sekundární struktury RNA
  12. Proteomika, regulační sítě
  13. Polymorfizmus genů a diverzita

Cvičení na počítači

12 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Martínek, Ph.D.

Osnova

  1. Databáze biologických dat
  2. Zarovnání sekvencí
  3. Konstrukce fylogenetických stromů
  4. Analýza struktury proteinů

Projekt

14 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Martínek, Ph.D.