Detail předmětu

Bioinformatika

FEKT-BPC-BINAk. rok: 2025/2026

Předmět je věnován principům bioinformatické práce s biologickými sekvencemi. Je orientován na získání znalostí o biologických databázích, jejich struktuře a možnostech použití. Zaměřuje se na studium informatických metod využitelných v analýze sekvencí z biologických databází včetně DNA a dále na studium obsahu pojmů genomika a proteomika. Praktické zkušenosti získají studenti s programovacím jazykem Python, který bude využit pro návrh algoritmů akvizice a zpracování biologických sekvencí. 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Vstupní znalosti

Student by měl být schopen vysvětlit základní principy klasické genetiky, měl by znát základní pojmy a zákony molekulární biologie a měl by ovládat základní znalosti z číslicového zpracování signálů. Obecně jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia. Dále by měl student ovládat programování v jazyce Python. 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

V průběhu semestru lze získat až 20 bodů z průběžných testů ze cvičení. V závěru semestru studenti píší zápočtový test, ze kterého lze získat max. 20 bodů. Závěrečná zkouška je v písemné formě s maximálním bodovým ziskem 60 bodů.

Další informace obsahuje aktualizovaná vyhláška garanta předmětu vydávaná před začátkem příslušného semestru.   


Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnout studentům základní orientaci v problematice bioinformatiky, konkrétně v náhledu na strukturu informací v biologických databázích a způsob jejich využití a metodách analýzy sekvencí získaných z biologických databází.
Absolvent předmětu je schopen:
- získávat informace z biologických databází,
- vysvětlit základní pojmy bioinformatiky,
- popsat principy základních metod analýzy sekvencí z biologických databází,
- diskutovat výhody a nevýhody jednotlivých metod,
- na základě definovaných požadavků navrhnout vlastní metody analýzy sekvencí.

Základní literatura

LESK, Arthur, 2019. Introduction to bioinformatics. Oxford University Press. ISBN 978-019-8794-141 (EN)
PEVSNER, Jonathan, 2015. Bioinformatics and functional genomics. Third edition. Chichester: Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-118-58178-0 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-BTB bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Úvod do bioinformatiky, základy molekulární biologie
2. Základy sekvenace, sekvenační platformy
3. Zpracování sekvenačních dat
4. Dynamického programování
5. Algoritmy pro zarovnávání biologických sekvencí 1
6. Algoritmy pro zarovnávání biologických sekvencí 2
7. Mutace a substituční matice
8. BLAST a vícenásobné zarovnávání sekvencí
9. Úvod do fylogenetika, fylogenetické stromy a metody jejich konstrukce
10. Numerické reprezentace sekvencí
11. Proteiny a metody predikce proteinových struktur

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Úvod do molekulární biologie, opakování základů Pythonu
2. Datové formáty v bioinformatice
3. Práce se sekvenačními daty
4. LCS a editační vzdálenost
5. Globální zarovnávání sekvencí
6. Lokální zarovnávání sekvencí
7. Skórovací a substituční matice
8. Vícenásobné zarovnávání sekvencí, BLAST
9. Konstrukce fylogenetických stromů
10. Numerické reprezentace sekvencí
11. Signálové zpracování bioinformatických dat
12. Predikce proteinových struktur