Detail předmětu

Analýza biologických sekvencí

FEKT-MPC-ABSAk. rok: 2025/2026

Předmět pokrývá následující témata analýzy biologických sekvencí:

    1. Genetická variabilita, mutace a populační genetika

    2. Modely evoluce DNA, proteinových a kodónových sekvencí

    3. Metody konstrukce, vyhodnocení kvality a interpretace fylogenetických stromů

    4. Numerické reprezentace a číslicové zpracování genomických signálů

    5. Metody zápisu, vyhodnocení stereochemické kvality a vzájemné podobnosti terciálních struktur proteinů

    6. Zápis, sestavování a vyhodnocení kvality sekvenačních dat

 

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 bakalářského studia.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

až 40 bodů ze cvičení (2x test)
až 60 bodů za ústní zkoušku
Zkouška je zaměřena na ověření orientace v pojmech pokročilého zpracování biologických sekvencí, schopnosti navrhnout způsob analýzy sekvencí, prakticky provést operace se sekvencemi.
Laboratorní výuka je povinná. Řádně omluvené zameškané hodiny lze nahradit po domluvě s vyučujícím.

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnout znalosti o pokročilých metodách analýzy biologických sekvencí založených na deterministickém i pravděpodobnostním přístupu. Aplikace zahrnují zejména zarovnávání sekvencí, vyhledávání genů a využití fylogenetických stromů.
Absolvent předmětu je schopen:
- popsat základní způsoby počítačového zpracování symbolických sekvencí,
- vysvětlit charakteristiku evoluce DNA a proteinů,
- popsat principy metod konstrukce a analýzy fylogenetických stromů,
- diskutovat výhody a nevýhody jednotlivých metod,
- vysvětlit principy numerické konverze symbolických biologických sekvencí.

Základní literatura

Amjesh, R. Bioinformatics for beginners. LAP LAMBERT Academic Publishing, 2019. ISBN 978-6200262851 (EN)
Durbin, R. Biological Sequence Analysis: Probabilistic Models of Proteins and Nucleic Acids. Cambridge University Press, 2002. ISBN: 978-0521629713 (EN)
Rosypal, S. Nový přehled biologie. Scientia, Praha 2003. ISBN 80-7183-268-5 (CS)
Srinivasa, K. G. Statistical Modelling and Machine Learning Principles for Bioinformatics Techniques, Tools, and Applications. Springer, 2020. ISBN 978-9811524448 (EN)

Doporučená literatura

Kejnovský, E., Hobza, R. Evoluční genomika, Elportál, Brno: Masarykova univerzita, 2006. ISSN 1802-128X (CS)
Pevzner, P. A. An Introduction to Bioinformatics Algorithms (Computational Molecular Biology. The MIT Press, 2004. ISBN: 978-0262101066 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-BTB magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

      1. Genetická variabilita
      2. Modely evoluce DNA
      3. Modely evoluce proteinů
      4. Fylogenetické stromy Úvod
      5. Fylogenetické stromy - konstrukce
      6. Vyhodnocení fylogenetické analýzy
      7. Popis struktury proteinů
      8. Srovnáni proteinových struktur
      9. Zápis dat ze sekvenování
      10. Zpracování dat ze sekvenování
      11. Analýza CNV a metylace
      12. Numerické a grafické reprezentace

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

  1. Genetická variabilita
  2. Modely evoluce DNA
  3. Modely evoluce proteinů
  4. Fylogenetické stromy Úvod
  5. Fylogenetické stromy - konstrukce
  6. Vyhodnocení fylogenetické analýzy
  7. Popis struktury proteinů
  8. Srovnáni proteinových struktur
  9. Zápis dat ze sekvenování
  10. Zpracování dat ze sekvenování
  11. Analýza CNV a metylace
  12. Numerické a grafické reprezentace

Projekt

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Samostatné projekty zaměřené na různé varianty z oblasti analýzy biologických sekvencí.