IV107 Bioinformatika I -Přednáška 1 Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Prace bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumaní lidškeho genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v koštce Centralní dogma Príšte Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu Outline IV107 Bioinformatika I -Přednaška 1 Úvod do bioinformatiky Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zamerení bioinformatiky Zaměření bioinformatiky Bioinformatička data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformatička data Bioinformatička data Prače bioinformatika Objekty: geny, molekuly, bunky Zkoumaní lidskeho genomu Aktuálni problemy Bioinformatička data Molekularní biologie v Prače bioinformatika kostče Centrální dogma Historie bioinformatiky príste Zkoumaní lidskeho genomu Struktura DNA Transkripče a translače Aktuainí problemy Struktura proteinu Molekulární biologie v kostce Centrální dogmá Struktura DNA Transkripce á tránsláce Struktura proteinu Kontaktní údaje IV107 Bi o informatika I -Přednáška 1 ► Dr. Matěj Lexa, C506 (lexa@fi.muni.cz) ► Přednáška Po 08:00-09:50 (B410) ► Konzultace Čt 13:00-15:00 ► http://www.fi.muni.cz/~lexa/teaching.html Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data Objekty: geny, molekuly, buňky Bioinformatická data Práce bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů □ fit ~ "* 5 -oq^o Studijní literatura IV107 Bioinformatika I -Přednáška 1 1. Zvelebil and Baum (2007). Understanding bioinformatics, Garland Science, Oxford, 772 s. (ISBN: 0-8153-4024-9) 2. Krane and Raymer (2005). Fundamental concepts in bioinformatics, Benjamin Cummings, London, 320 s. (ISBN 0-8053-4633-3) 3. Claverie (2005). Bioinformatics for dummies, Wiley Publishing, Hoboken, 452 s. (ISBN: 0-7645-1696-5) Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Prace bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v kostce Centralní dogma PríSte Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu Vědecké časopisy IV107 Bi o info r matika I -Přednáška 1 ► Bioinformatics ► BMC Bioinformatics ► J. of Bioinformatics and Computational Biology ► Briefings in Bioinformatics ► Genome Informatics ► Theoretical Biology and Medical Modelling ► InSilico Biology ► Biosemiotics Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bio i nfor matická data Objekty: geny, molekuly, buňky Bíoínformatícká data Práce bíoínformatíka Historie bioinformatiky Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů Obor bioinformatika na Fl IV107 Bioinformatika I -Přednáška 1 ► Bakalářská a magisterská úroveň ► Lze zvolit i v průběhu studia ► Základní sada předmětů Aplikované informatiky na Fl a čtyři předměty na LF a PřF ► Povinnost vypracovat bioinformatickou závěrečnou práci ► http://www.fi.muni.cz/~lexa/teaching.html.cz Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data Objekty: geny, molekuly, buňky Bioinformatická data Práce bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů https://is.muni.cz/auth/setkavani/kruh.pl?kruh_id=7161 Bioinformatika@FI Muni Navazující předměty Fl ► IV108 - Bioinformatika II (podzim) ► IV105/IV106 - Seminář z bioinformatiky P/G (Út 8:00 B411) ► IV110/IV114 - Projekt z bioinformatiky (podzim) ► IV116 - Evolutionary Bioinformatics (podzim?) ► PB051 - Výpočetní metody v bioinformatice a systémové biologii Příbuzné předměty Fl IV107 Bio informatika I -Přednáška 1 ► IV109 - Modelování a simulace ► IV117/8 - Systémová biologie Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bio i nfor matická data Objekty: geny, molekuly, buňky Bíoínformatícká data Práce bíoínformatíka Historie bioinformatiky Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů Harmonogram kurzu IV107 Bi o informatika I -Přednáška 1 ► Rychlý úvod do molekulární biologie (do poloviny března) ► Semestrální test (březen/duben) Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data Objekty: geny, molekuly, buňky Bioinformatická data Práce bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů Klasifikace IV107 Bi o informatika I -Přednáška 1 Hodnotí se Semestrální test 20 bodů * Zkouška 80 bodů Klasifikační stupnice » A 90- 100 » B 80-89 * C 70-79 * D 60-69 E 50 - 59 ► F méně než 50 Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bio i nfor matická data Objekty: geny, molekuly, buňky Bíoínformatícká data Práce bíoínformatíka Historie bioinformatiky Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů □ fit ~ "* 5 -oq^o Ol itlinO IV107 Bioinformatika I- \J U Lil I ICJ Přednáška 1 Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatič Objekty: geny, molekuly, buňky Bioinformatická data Práce bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní probiemy Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Prace bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v kostce Centralní dogma PríSte Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu Centralní dogma Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu Definice bioinformatiky IV107 Bi o informatika I -Přednáška 1 Bioinformatika Studuje metody shromažďování, sprístupňovaní a analýzy rozsáhlých souborů biologických dat, zejména molekulárně - biologických. Další disciplíny ► Výpočetní nebo matematická biologie matematické přístupy k reprezentaci a zkoumání biologických procesů, často simulace ► Lékařská informatika práce s medicínskými daty, převážně záznamy pacientů Úvod do bioinformatiky Organizační záležitostí Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data Objekty: geny, molekuly, buňky Bioinformatická data Práce bioinformatika Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů □ fit ~ "* 5 -oq^o Předmětem zájmu nebo používanými metodami se bioinformatika prolíná s 1. molekulární biologií 2. genomikou a proteomikou 3. genetikou 4. výpočetní biologií 5. matematickou či teoretickou biologií 6. sýstemovou biologií 7. biomedičínskou informatikou 8. biomedičínským inženýrstvím 9. výpočetní chemií 10. informatikou 11. počítačovou lingvistikou Prevzato z http://čz.wikipedia.org/wiki/Bioinformatičs 16.2.2008 IV107 Bioinformatika I -Přednaska 1 Uvod do bioinformatiký Organizační zaleZitosti Zamerení bioinformatiký Bioinformatička data Objektý: gený, molekulý, bunký Bioinformatička data Prače bioinformatika Historie bioinformatiký Zkoumaní lidského genomu Aktualní problemý Molekularní biologie v kostče Centralní dogma príste Struktura DNA Transkripče a translače Struktura proteinu ► < 1 ► 4 Typické okruhy problémů IV107 Bioinformatika I -Přednáška 1 ► Analýza sekvencí ► Anotace genomů ► Evoluční bioinformatika ► Studium biodiverzity ► Analýza exprese genů ► Analýza genové regulace ► Analýza proteomu ► Odhad struktury proteinů ► Srovnávací genomika ► Modelování biologických systémů Analýza obrazu ► Studium strukturních interakcí proteinů Převzato z http://en.wikipedia.org/wiki/Bioinformatics 16.2.2008 Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatička data Objekty: geny, molekuly, buňky Bioinformatička data Práce bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů rJ1 Ol itlinO IV107 Bioinformatika I- \J U Lil I IC Přednaška 1 Úvod do bioinformatiky Organizacníí zaílezitošti Zamereníí bioinformatiky Bioinformatickaí data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformatickaí data Praíce bioinformatika Hištorie bioinformatiky Zkoumaíníí lidškeího genomu Aktuaílníí probleímy M Úvod do bioinformatiky Organizacní zalezitošti Zamerení bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Hištorie bioinformatiky Zkoumaní lidškeho genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v koštce Centralní dogma Príšte Struktura DNA Tranškripce a tranšlace Struktura proteinu Centralní dogma Struktura DNA Tranškripce a tranšlace Struktura proteinu Buňka - základní forma organizace živé hmoty ► Molekuly (DNA, proteiny, sacharidy, lipidy) Geny (abstraktní pojem) ► Proteinové komplexy/membrány ► Organely a jiné substruktury ► Buňka ► Tkáň/pletivo ► Organizmus Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data Objekty: geny, molekuly, buňky Historie bioinformatiky ;kého genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce ma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů Slozitost biologických systému na molekulární urovni cca 1014 bunek. 3 x 109 paru nukleotidu DNA (A:T a C:G). Nukleotidy: vytvorí sřetezenymi kombinacemi cca 20000 genu (a statisíce funkcních míst) Geny: kódují (a aktivitou vytvarí) staticíce molekul (proteinu a RNA) Bunka: aktivuje v danem momentu urcitou podmnozřinu teíto sady Vysledek: obrovske mnozství moznych stavu bunek (220000 je velmi podcenující odhad) Geny: evolucí vybrane sady z cca 41000 moznych sekvencí DNA (1000 nukl./gen) IV107 Bioinformatika I -Přednaška 1 Úvod do bioinformatiky Organizacní záležitosti Zamerení bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Zkoumaní lidského genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v kostce Centralní dogma príste Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu □ g - » Outline IV107 Bioinformatika I -Přednaška 1 Ji vod do bioinformatiky Úvod do bioinformatiky Organizacní záležitosti Zamerení bioinformatiky Zameření bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní problémy Bioinformatickai data Molekularni biologie v Praice bioinformatika kostce Centralní dogma Hištorie bioinformatiky Príste Zkoumainií lidškeiho genomu Struktura DNA Transkripce a translace Aktuailnií probleimy Struktura proteinu Molekularní biologie v kostce Centralní dogma Struktura DNA Tranškripce a tranšlace Struktura proteinu □ s - » : Bioinformatička data IV107 Bioinformatika I -Přednáška 1 ► Sekvence DNA a RNA ► Sekvence proteinů ► Struktura proteinů ► Údaje o aktivitě genů DNA čip, microarray, RNA-Seq ► Údaje o expresi proteinů 2-D gely + MS ► Mapy interakcí mezi proteiny a DNA - Chip-Seq ► Mapy interakcí mezi proteiny navzájem - Y2H ► Literatura Úvod do bioinformatiký Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiký Bioinformatička data Objekty: geny, molekuly, buňky Bioinformatička data Historie bioinformatiký Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů Sekvenční data IV107 Bioinformatika I -Přednáška 1 AU GACAGU U GACGAGUGCA ATAGCAGTGCGCATGCAGT MASAQSFYLLMDDHLAVFM Uvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatička data ekuly, bunky Bioinformatička data Historie bioinformatiky Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v kostče Centralní dogma Príšte Struktura DNA Transkripče a translače Struktura proteinu Sekvenční data IV107 Bioinformatika I -Přednaska 1 DNA ATAGCAGTGCGCATGCAGT RNA AUGACAGUUGACGAGUGCA Protein MASAQSFYLLMDDHLAVFM Úvod do bioinformatiký Organizační zalezitosti Zameření bioinformatiký Bioinformatička data Objektý: gený, molekulý, bunký Bioinformatička data Historie bioinformatiký Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní problemý Molekularní biologie v kostče Centralní dogma Príste Struktura DNA Transkripče a translače Struktura proteinu Strukturní data IV107 Bioinformatika I -Přednáška 1 Spříštupnení dat uzivatelum - NCBI Genome Viewer IV1O7 Bioinformatika I -Přednaška 1 Úvod do bioinformatiky Organizacní zalezitošti Zamerení bioinformatiky Symbol 0 ASE11 t PHKA2 t r MA GEB 1 i, /-FTHL17 t Bioinformatická data Objekty: geny, moleki Bioinformatická data Historie bioinformatiky Zkoumaní lidskeho genomu PHFS t LOC1699811 KLGN3 i, Aktualní probiemy Molekularní biologie v kostce Centralní dogma SLC1ĚA2 i //rZMF6 i CAPZA1P t PríSte lrHXF2 + Struktura DNA ZBTB33 i Transkripce a translace MCTS1 i Struktura proteinu i™ LOC34Ů5S1 i LOC266Ě94 + SPAHXC t /rMTMRT t CETH2 t AIP2B3 ; Zobrazení informací o genech na chromozomu ■oq.o Sprístupnení dat vývojářům IV107 Bi o informatika I -Přednáška 1 Grafika je zbytečná. Prvořadá je rychlost a možnost automatizace manipulace s daty BioJava, BioPerl, BioPython, Bioconductor (R) a další knihovny pro většinu jazyků a prostředí servery poskytující syrová data (holý text, obrázky, XML a jiné struktury přes HTTP, SOAP, ODBC) Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data Objekty: geny, molekuly, buňky Bioinformatická data Historie bioinformatiky Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů Ol itlinO IV1O7 Bioinformatika I- \J U Lil I IC Přednaska 1 Úvod do bioinformatiky Organizacníí zaílezitosti Zamereníí bioinformatiky Bioinformatickaí data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformatickaí data Praíce bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumaíníí lidskeího genomu Aktuaílníí probleímy Úvod do bioinformatiky Organizacní zalezitosti Zamerení bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Prace bioinformatika Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v kostce Centralní dogma Príste Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu Centralní dogma Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu Stopy bioinformatiku na webu IV107 Bioinformatika I -Přednaška 1 vyraz Google (tiš. výskytu) 2004 2011 et tu brutus 212 195 in vino veritas 162 1130 veni vidi vici 132 2340 in vivo (biolog) 19100 11400 in vitro (biochemik) 12900 18000 in silico (bionformatik) 349 1790 Úvod do bioinformatiky OrganizacnÍ zalezitošti Zameření bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Prace bioinformatika Zkoumaní lidškeho genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v koštce Centralní dogma Príšte Struktura DNA Tranškripce a tranšlace Struktura proteinu Práce bioinformatika IV107 Bioinformatika I -Přednáška 1 ► Umí pracovat s velkými datovými soubory ► Moudrými triky ovláda výkonné počítače ► V datech hledá zajímavé subsekvence ► Srovnává podobné sekvence ► Předpovídá strukturu a funkci genů a proteinů ► Studuje vývoj sekvencí a organizmů ► Data a výsledky analýz zobrazuje graficky Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, buňky Bioinformaticka data Práce bioinformatika Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů Zpusob nahlízení na data IV1O7 Bioinformatika I -Přednaska 1 KLASIK smes biologie, chemie, fyziky atd. MECHANIK zive bunky jsou stroje, ktere chceme pochopit a ovládat HRA sekvence jsou definicní soubory hracu SEMIOTIK zzivot je signalizace a interpretace signalu JAZYK sekvence se skladají z modulu (slov) s urcitou funkcí vykazujících gramaticke usporadaní Úvod do bioinformatiky Organizacní zalezitosti Zameření bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Prace bioinformatika Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v kostce Centralní dogma Pnstě Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu □ r5> - "* Outline IV107 Bioinformatika I -Přednaška 1 Úvod do bioinformatiky Úvod do bioinformatiky Organizacní zalezitošti Zamerení bioinformatiky Zameření bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunřky Aktualní problemy Bioinformaticka data Molekularní biologie v Prace bioinformatika koštce Centralní dogma Hištorie bioinformatiky Príšte Zkoumaní lidškeho genomu Struktura DNA Tranškripce a tranšlace Aktualní problemy Struktura proteinu Molekularní biologie v koštce Centralní dogma Struktura DNA Tranškripce a tranšlace Struktura proteinu Koreny a zdroje bioinformatiky IV107 Bioinformatika I -Přednaska 1 1951 Pauling struktura proteinů 1952 Turing chem. základy vývoje 1953 Watson, Crick, Franklin struktura DNA 1956 Gamow et al. genetický kod 1959 Chomsky gramatiky 1962 Shannon a Weaver informační teorie 1966 Martin-Lof nahodne řetezce 1966 Neumann automata 1969 Britten a Davidson genova regulace Úvod do bioinformatiky Organizacní zalezitosti Zamerení bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Historie bioinformatiky Aktualní problemy Molekularní biologie v kostce Centralni dogma Priste Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu Historie bioinformatiky do sformovaní disciplíny 1967 Fitch and Margoliash: sestrojení prvních fylogenetickych stromu z bilogocke sekvence 1970 Needleman and Wunsh: zarovnaní dvou sekvencí 1974 Chou and Fasman: predikce sekundarní struktury proteinu 1978 Dayhoff: první sbírka sekvencí proteinu 1981 Kabsch and Sander: modelovaní struktury proteinu 1987 Feng and Doolitle: mnohonasobne zarovnaní sekvencí 1990 Altschul et al.: efektivní hledaní lokalních podobností 1998 The Journal Comp Appl Biosci se prejmenovava na Bioinformatics m a IV107 Bioinformatika I -Přednaska 1 Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data bunky Bioinformaticka data Historie bioinformatiky Aktualní problěmy Molekulami biologie v kostce Centrální dogma PríSte Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu Ol itlinO IV1O7 Bioinformatika I - \J U Lil I IC Přednaska 1 Úvod do bioinformatiky Organizacní zalezitosti Zamereníí bioinformatiky Bioinformatickaí data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformatickaí data Praíce bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumaíníí lidskeího genomu Aktuaílníí probleímy M Úvod do bioinformatiky Organizacní zalezitosti Zamerení bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v kostce Centralní dogma Príste Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu Centralní dogma Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu Jim Kent - autor Aegis Animator, Cyber Paint a Autodesk Animator po shlédnutí 12-ti CD vývojového prostředí Windows 95 přechází k bioinformatikům s posteskem, že lidský genom se vejde najedno CD autor webové aplikace Genome Browser sehrává důležitou roli v honičce o přečtení a skompletování lidského genomu (program GigAssembler) IV107 Bio info r matika I -Přednáška 1 Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data Objekty: geny, molekuly, buňky Bioinformatická data Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů Prevzato z Jim Kent: "The Genes, the Whole Genes, and Nothing But the Genes", BioCon 2003. ÚCSC Genome Browser IV107 Bioinformatika I -Přednaska 1 Úvod do bioinformatiky Organizacní zalezřito sti Zamerení bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v kostce Centralní dogma Pffstě Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu Flexibilní nastroj urcen k interaktivnímu prohlízení genomu Homo/Homo ► rozdíl každých 1000 nukleotidů ► 90% variace je mezi africkými populacemi ► na Zemi je tolik lidí a četnost mutací je tak vysoká, že každý ze jmenovaných nukleotidů je v dané generaci mutován několik krát ► lidský genom obsahuje stovky nepříjemných mutací. Většina je recesivních, projeví se jenom ojediněle, pokud je mají oba rodiče Převzato z Jim Kent: "The Genes, the Whole Genes, and Nothing But the Genes", BioCon 2003. Homo/Pan ► rozdíl každých 100 nukleotidů ► transpozon každých 50000 nukleotidů ► dva chromozomy spojené, jinak podobná struktura Podle Jim Kent: "The Genes, the Whole Genes, and Nothing But the Genes", BioCon 2003. IV107 Bio info r matika I -Přednáška 1 Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data ekuly, buňky Bioinformatická data Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce ma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů Homo/Mus IV107 Bioinformatika I -Přednáška 1 ► 40% nukleotidů byli od dob společného předka změněny ► Ve funkčních oblastech se změnilo jenom 15% nukleotidů ► úseky podobnosti mezi genomy člověka a myši jsou kandidáti na biologické funkce Převzato z Jim Kent: "The Genes, the Whole Genes, and Nothing But the Genes", EfcCon 2Q.03. ^ Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data Objekty: geny, molekuly, buňky Bioinformatická data Práce bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů Homo/Caenorhabditis IV107 Bioinformatika I -PřednaSka 1 Asi 80% nukleotidů zmeneno (35% ve funkčních oblastech) Převzato z Jim Kent: "The Genes, the Whole Genes, and Nothing But the Genes", BioCon 2003. Outline IV1O7 Bioinformatika I -Přednaska 1 Úí vod do bioinformatiky Úvod do bioinformatiky Organizacní zalezitosti Zamerení bioinformatiky Zameření bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Bioinformaticka data Prace bioinformatika Objekty: geny, molekuly, bunky Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní problemy Bioinformatickaí data Molekularní biologie v Praíce bioinformatika kostce Centralní dogma Historie bioinformatiky Príste Zkoumaíníí lidskeího genomu Struktura DNA Transkripce a translace Aktuaílníí probleímy Struktura proteinu Molekulární biologie v kostce Centrální dogmá Struktura DNA Transkripce á tránsláce Struktura proteinu Objem dat bude nadále narůstat IV107 Bi o informatika I -Přednáška 1 ► Základní výskum ► Medicína a jiné aplikace ► Bezpečnost na molekulární úrovni ► Komerční data V současnosti např. nastupuje "osobní genomika" Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data Objekty: geny, molekuly, buňky Bioinformatická data Práce bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů □ rJi - "* 5 -oq^o HT-Seq: objem dat z jednoho mereni a cena za 1 Mbp ► Solexa pyrosequencing (lllumina) 18 Gbp $2 ► 454 (Roche) 0.5 Gbp $60 (ale delší sekvence) ► SOUD (Life Technologies) 24 Gbp $2 ► Heliscope (Helicos) 28 Gbp $1 ► Polonator (Danaher Motion) 8 Gbp $1 ► Zero-mode waveguide sequencing (Pacific Biosciences) 10 Gbp? $10? ► Nanoball sequencing (CompleteGenomics) 70 Gbp $1 ► FRET sequencing (Visigen) ? ► Nanopore sequencing (Oxford Nanopore) ? Porovnavaní sekvencí IV1O7 Bioinformatika I -Přednaska 1 >P11633 NONHISTONE CHROMOSOMAL PROTEIN 6B. Score = 54.8 bits (155), Expect = 1e-10 Identities = 19/43 (46%), Positives = 24/43 (62%) Query: 2 TKKFKDPNRPPSAFFLFCSEYRKIKGEHPGLSIGDVAKKLGEM 52 : T : KDPNR SA: F :E R I E:P::GV: LGE Sbjct: 5 TTRKKDPNRGLSAYMFFANENRDIRSENPDVTFGQVGRILGER 55 Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatická data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Prace bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v kostce Centralní dogma PríSte Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu 1. Mam z toho velkou radost. 2. Mam toho kocoura dost. Mamztohovelk ouradost. Mam toho kocouradost. IV107 Bioinformatika I -Přednaska 1 Úvod do bioinformatiky Organizacní zalezitosti Zameření bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Prace bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v kostce Centralní dogma príste Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu □ r5> - "* Outline IV107 Bioinformatika I -Přednaška 1 Úvod do bioinformatiky Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zamerení bioinformatiky Zaměření bioinformatiky Bioinformatička data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformatička data Bioinformatička data Prače bioinformatika Objekty: geny, molekuly, bunky Zkoumaní lidskeho genomu Aktuální problemy Bioinformatička data Molekularní biologie v Prače bioinformatika kostče Centralní dogma Historie bioinformatiky príste Zkoumaní lidskeho genomu Struktura DNA Transkripče a translače Aktuainí problemy Struktura proteinu Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu Informace v DNA urcuje existenci proteinu v bunce IV107 Bioinformatika I -Přednaska 1 Úvod do bioinformatiky Organizacni zalezitosti Zamereni bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Prace bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumaní lidskeho genomu Aktualní problemy Molekularní biologie v kostce Centralní dogma Pffstě Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinu Příště struktura DNA a preotinů IV107 Bioinformatika I -Přednáška 1 ► Struktura DNA ► Struktura proteinů ► Přenos genetické informace Úvod do bioinformatiky Organizační záležitosti Zaměření bioinformatiky Bioinformatička data Objekty: geny, molekuly, buňky Bioinformatička data Práce bioinformatika Historie bioinformatiky Zkoumání lidského genomu Aktuální problémy Molekulární biologie v kostce Centrální dogma Příště Struktura DNA Transkripce a translace Struktura proteinů Outline IV107 Bioinformatika I -Přednaška 1 ÚÍ vod do bioinformatiky Úvod do bioinformatiky Organizacní zalezitošti Zamerení bioinformatiky Zameření bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Bioinformaticka data Prace bioinformatika Objekty: geny, molekuly, bunky Zkoumaní lidškeho genomu Aktualní problemy BioinformatickaÍ data Molekularní biologie v PraÍce bioinformatika koštce Centralní dogma Hištorie bioinformatiky Príšte Zkoumaní lidškeho genomu Struktura DNA Tranškripce a tranšlace Aktualní problemy Struktura proteinu Molekularní biologie v koštce Centralní dogma Struktura DNA Tranškripce a tranšlace Struktura proteinu Outline IV107 Bioinformatika I -Přednaska 1 Úi vod do bioinformatiky Úvod do bioinformatiky Organizacní zalezitosti Zamerení bioinformatiky Zameření bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Bioinformaticka data Prace bioinformatika Objekty: geny, molekuly, bunky Zkoumani lidskeho genomu Aktualni problemy Bioinformatickai data Molekularni biologie v Praice bioinformatika kostce Centralni dogma Historie bioinformatiky Pnstě Zkoumainií lidskeiho genomu Struktura DNA Transkripce a translace Aktuailnií probleimy Struktura proteinu Molekulární biologie v kostce Centrální dogmá Struktura DNA Transkripce á tránsláce Struktura proteinu Outline IV107 Bioinformatika I -Přednaška 1 Jí vod do bioinformatiky Úvod do bioinformatiky Organizacní zaleZitošti Zamierení bioinformatiky Zameření bioinformatiky Bioinformaticka data Objekty: geny, molekuly, bunky Bioinformaticka data Bioinformaticka data Prace bioinformatika Objekty: geny, molekuly, bunky Zkoumaní lidškeho genomu Aktualní problemy Bioinformatickaí data Molekularní biologie v Praíce bioinformatika koštce Centralní dogma Hištorie bioinformatiky Príšte Zkoumaíníí lidškeího genomu Struktura DNA Aktuaílníí probleímy Struktura proteinu Molekulární biologie v kostce Centrální dogmá Struktura DNA Transkripce á tránsláce Struktura proteinu