Bi5000 Bioinformatika

Přírodovědecká fakulta
podzim 2023
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. Mgr. Jiří Damborský, Dr. (přednášející)
prof. RNDr. Roman Pantůček, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Martina Damborská (pomocník)
Mgr. Jan Dvorský, Ph.D. (pomocník)
Mgr. Adéla Finstrlová, Ph.D. (pomocník)
Mgr. Ivana Mašlaňová, Ph.D. (pomocník)
Garance
prof. RNDr. Roman Pantůček, Ph.D.
Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Roman Pantůček, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Út 11:00–12:50 B11/306
Předpoklady
Bi4010 Základy molekulární biologie || Bi4020 Molekulární biologie
Předpokladem je absolvování základní přednášky z molekulární biologie (např. Bi4020).
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem kurzu je zvládnutí běžných aplikací potřebných pro zpracování a analýzu sekvencí nukleových kyselin a proteinů, především seznámení posluchačů s informačními službami pro molekulární biologii dostupnými na internetu jako jsou molekulárně biologické databáze a nástroje pro jejich využití.
Výstupy z učení
Na konci kurzu jsou studenti schopni provádět návrh primerů, párové a mnohonásobné přiložení sekvencí a fylogenetické studie, anotaci nově stanovených sekvencí a přípravu sekvencí pro deponování v databázi.
Osnova
  • Databáze pro molekulární biologii a bioinformatiku. Databáze DNA a proteinových sekvencí. Primární a sekundární databáze. Jedinečné identifikátory. Vyhledávání klíčových slov a sekvencí, výhody a nevýhody. Skóre a E-hodnoty.
  • Techniky sekvenování DNA. Typy knihoven. Automatické Sangerovo sekvenování. Sekvenování nové generace (NGS). Sekvenování třetí generace. Přístupy pro sestavení sekvencí (assembly).
  • Manipulace se sekvenčními daty. Převody formátů sekvencí, translace in silico. Vyhledávání motivů, restrikčních míst, výpočetní analýzy. Návrh primerů.
  • Algoritmy a nástroje pro lokální zarovnání sekvencí. Algoritmy a softwarové nástroje pro zarovnání více sekvencí. Globální a lokální zarovnání. Rychlé versus přesné algoritmy. Hledání konzervovaného motivu. Databáze motivů a jejich využití v biologickém výzkumu.
  • Výpočetní identifikace genů. Srovnávací genomika. Nástroje a algoritmy pro automatickou anotaci genomových sekvencí. Analýza dat NGS a lokální anotace. Odeslání genomové sekvence do primární databáze.
  • Databáze proteinových struktur. Primární a klasifikační databáze. Metody stanovení proteinové struktury s atomistickým rozlišením. Predikce struktury proteinů.
  • Fylogenetická analýza založená na nukleotidových a proteinových sekvencích. Fylogenetické stromy, jejich biologická interpretace a využití v biologickém výzkumu. Ancestrální proteiny a jejich vlastnosti.
Literatura
  • CVRČKOVÁ, Fatima. Úvod do praktické bioinformatiky. Praha: Academia, 2006, 150 s. ISBN 80-200-1360-1. info
  • Bioinformatics : methods and protocols. Edited by Stephen Misener - Stephen A. Krawetz. Totowa, New Jersey: Humana Press, 2000, xi, 500 s. ISBN 0-86903-732-0. info
  • ATTWOOD, Teresa K. a David J. PARRY-SMITH. Introduction to bioinformatics. 1st pub. Essex: Longman, 1999, xx, 218. ISBN 0582327881. info
  • Bioinformatics : a practical guide to the analysis of genes and proteins. Edited by Andreas D. Baxevanis - Francis B.F. Ouellette. New York: Wiley-Interscience, 1998, xiv, 370 s. ISBN 0-471-19196-5. info
Výukové metody
Výuka probíhá každý týden formou přednášek a samostatných cvičení v počítačové učebně.
Metody hodnocení
Pro ukončení předmětu je požadováno zpracování samostatné zápočtové práce dle zadaných úkolů z každého probíraného tématu. Zkouška ústní, řešení samostatného úkolu.
Navazující předměty
Informace učitele
https://loschmidt.chemi.muni.cz/bioinf/
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2024.