C3211 Aplikovaná bioinformatika

Přírodovědecká fakulta
jaro 2023
Rozsah
0/4. 3 kr. Ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Michaela Wimmerová, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Josef Houser, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Lenka Malinovská, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Michaela Wimmerová, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
Základní znalosti o biomakromolekulách.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Předmět si smí zapsat nejvýše 15 stud.
Momentální stav registrace a zápisu: zapsáno: 5/15, pouze zareg.: 0/15, pouze zareg. s předností (mateřské obory): 0/15
Cíle předmětu
Na konci tohoto kurzu bude student schopen využívat bioinformatické nástroje pro řešení biologických problémů a usnadnění experimentální práce v laboratoři.
Výstupy z učení
Na konci kurzu student získá: 1) Základní bioinformatické znalosti a dovednosti. Student bude schopen: 1) Zpracovávat bioinformatická data. 2) Predikovat základní vlastnosti biomakromolekul. 3) Využívat bioinformatické nástroje na řešení biologických problémů.
Osnova
  • Základní vlastnosti proteinů: teoretický úvod (proteinogenní aminokyseliny, nestandardní proteinogenní aminokyseliny, izoelektrický bod proteinů, extinční koeficienty proteinů, stabilita proteinů, uchovávání a skladování proteinů, lokalizace proteinů v buňce), predikce základních fyzikálně-chemických vlastností proteinů, iniciační methionin a jeho odštěpování, predikce lokalizace proteinu, signální sekvence, zisk informací o známých proteinech, vyhledávání v databázích, sekvenční přiložení.
  • Příprava rekombinantních proteinů: teoretický úvod (vektory, hostitelské organismy, ligace, transformace, exprese, problémy při expresi, význam disulfidických můstků, posttranslačních modifikací, vzácných kodonů, produkce toxických proteinů), predikce posttranslačních modifikací, predikce disulfidových můstků, predikce glykosylace, obsah vzácných kodonů v genu, návrh syntetického genu.
  • Sekundární struktura a funkce proteinů: teoretický úvod (využití sekundární struktury proteinů pro ověření správného sbalování proteinů, CD spektroskopie, predikce funkce proteinů, databáze strukturních a funkčních motivů), predikce sekundární struktury proteinů, predikce CD spektra proteinů, predikce funkce proteinů pomocí sekvenčního přiložení, identifikace a porovnání aktivního místa proteinů, význam aminokyselinových záměn v aktivním místě, identifikace strukturních a funkčních motivů v sekvencích.
  • Terciární struktura a oligomerizace proteinů: teoretický úvod (3D struktura proteinů, strukturní databáze, určování struktury proteinů, rozdíly mezi krystalografii a NMR, teorie predikce 3D struktury, význam oligomerizace proteinů, metody určování oligomerizace proteinů), vizualizace 3D struktury proteinu, typy zobrazení, porovnání homologních proteinů, analýza aktivního místa proteinu, ukázka predikčních programů, validace struktury, predikce oligomerního stavu proteinů, analýza repetic.
Literatura
Výukové metody
Teoretická připrava, praktické cvičeni in silico, výukové exkurze a ukázky práce s přístroji.
Metody hodnocení
Závěrečný test, ústní pohovor.
Informace učitele
Výuka předmětu probíhá v semestru nepravidelně, a to na základě dohody se studenty.
Další komentáře
Studijní materiály
Výuka probíhá každý druhý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2024, jaro 2025.