Předmět Základy bioinformatiky (KBC / ZBINF)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KBC / ZBINF - Základy bioinformatiky, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého v Olomouci (UP).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

1) Úvod do bioinformatiky a informačních zdrojůdefinice bioinformatiky; historické a vědecké souvislosti vývoje bioinformatiky; problematika studovaná a řešená pomocí nástrojů bioinformatiky; druhy databází (primární vs. sekundární; formáty databázových dat); vysvětlení vztahu mezi DNA, RNA a proteiny; vysvětlení významu strukturní podobnosti a homologie; získávání relevantních informací o genomech a proteomech; odborná literatura z oblasti bioinformatiky; zdroje informací v databázi PubMed2) Práce se sekvencemi (nukleotidovými a aminokyselinovými)struktura genů a genomů; rozdíly mezi prokaryontními a eukaryontními geny; získání informací o daném genu; interpretace záznamu v GenBank; analýza celých genomů; nalezení chyb v sekvenci DNA; analýza DNA sekvencí (stanovení obsahu GC, hledání kodonů, vnitřní repetice); hledání ORF, exonů a intronů; sestavování fragmentů sekvencí; interpretace záznamu v databázi Swiss-Prot; popis primární struktury proteinu; databáze proteinových struktur a obsažené informace; predikce fyzikálně-chemických vlastnosti proteinu ze sekvence; analýza primární struktury proteinu; popis sekundární struktury proteinu; nalezení známých domén daného proteinu3) Porovnávání sekvencí a vyhledávání na základě podobnosti ("similarity search")význam sekvenční homologie; interpretace výsledků vyhledávání BLAST; interpretace střední hodnoty (e, "expectation value"); použití aplikace BLASTP pro porovnávání proteinových sekvencí; použití BLASTn pro porovnávání sekvencí DNA; nastavení parametrů BLAST pro efektivnější porovnávání; použití PSI-BLAST k nalezení příbuzných proteinových sekvencí; konstrukce a interpretace "dot plots" pro porovnání sekvencí; algoritmy pro seřazování sekvencí; použití online nástrojů pro lokální alignment proteinových sekvencí; použití online nástrojů pro globální alignment proteinových sekvencí; získávání vhodných sekvencí pro vícenásobné seřazení sekvencí (MSA, "multiple sequence alignments"); použití online nástrojů pro MSA; interpretace výsledků MSA; praktické použití MSA4) Proteinové strukturyvýznam skládání ("folding") a trojrozměrné struktury proteinů; predikce sekundární struktury proteinů; nalezení strukturních analogů proteinové sekvence; získávání 3-D struktur z databáze PDB; instalace a konfigurování prohlížeče proteinových struktur; prohlížení a manipulace s proteinovými strukturami na počítači; popis strukturních elementů (alfa šroubovice, beta skládané listy, klubka); strukturní klasifikace proteinů pomocí online nástrojů5) RNA struktury, SNP and haplotypydefinice genomiky a popis bioinformatických aplikací, které využívá; definování jednonukleotidových polymorfismů (SNP, "single nucleotide polymorphism") a popis jejich obecného rozšíření v lidském genomu; definování haplotypů a jejich význam pro bioinformatickou analýzu; vysvětlení aplikací analýzy SNP a haplotypů; získání a interpretace dat o SNP a haplotypech z prohlížeče genomu; popis sekundární struktury RNA; použití online nástrojů pro získání RNA sekvencí a strukturní predikce RNA; popis rozdílných typů RNA včetně miRNA; použití online nástrojů k nalezení elementů popisujících sekundární strukturu RNA; použití online nástrojů pro hledání miRNA v RNA sekvencích6) Fylogenetika a srovnávací genomikadefinice fylogeneze a hledání fylogenetických vztahů pomocí bioinformatických nástrojů; seřazení sekvencí s použitím programu ClustalW; odhad vzdálenosti mezi sekvencemi; rozdíl mezi orthology, paralogy a xenology; konstrukce fylogenetických stromů s použitím programu ClustalW; popis algoritmů pro konstrukci fylogenetických stromů (UPGMA, fitch, neighbor-joining); konstrukce stromů použitím programového balíku Phylip7) Bioinformatika v glykobiologiistruktury sacharidů; databáze glykoenzymů; glykosylace proteinů; bioinformatická analýza glykanových struktur; predikce proteinové glykosylace; program Glycoworkbench; experimentální metody analýzy glykosylace proteinů; 3-D struktura komplexních sacharidů; int

Získané způsobilosti

Studenti získají základní znalosti o bioinformatice, tj. čím se zabývá, a budou seznámeni s bioinformatickými nástroji a jejich aplikováním.

Literatura

Baxevanis AD, Ouellette BFF. Bioinformatics: A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins. WileyBlackwell; 3rd Edition edition, 2004. Claverie J.-M., Notredame C. Bioinformatics for dummies. Hoboken, 2007. ISBN 9780470089859.von der Lieth, Claus-Wilhelm; Lütteke, Thomas and Frank, Martin (editors). Bioinformatics for Glycobiology and Glycomics: an Introduction. Wiley, 2009. Gibas, Cynthia & Per Jambeck. Developing Bioinformatics Computer Skills. O Reilly, 2001. Xiong, J. Essential Bioinformatics. Cambridge Univesity Press, 2006. St. Clair, Caroline and Jonathan Visick. Exploring Bioinformatics: a Project-Based Approach. Jones & Bartlett, 2010. Bourne, P.E., Weissig, H. Structural bioinformatics. Wiley-Liss, Hobojem, NJ, USA, 2003. ISBN 0-471-20199-5.

Požadavky

Přednáška je doplněna seminářem, kde se řeší úkoly pod dohledem vyučujícího, dále domácími úkoly a požadavkem na splnění samostatného bioinformatického projektu. Studenti musí na semináři úspěšně absolvovat i dva písemné zkušební testy (60% bodů).

Garant

prof. Mgr. Marek Šebela, Dr.

Vyučující

Mgr. Martin Raus, Ph.D.prof. Mgr. Marek Šebela, Dr.