Detail předmětu

Bioinformatika

FEKT-BPC-BINAk. rok: 2023/2024

Předmět je věnován principům bioinformatické práce s biologickými sekvencemi. Je orientován na získání znalostí o biologických databázích, jejich struktuře a možnostech použití. Zaměřuje se na studium informatických metod využitelných v analýze sekvencí z biologických databází včetně DNA a dále na studium obsahu pojmů genomika a proteomika. Praktické zkušenosti získají studenti s programovacím jazykem Python, který bude využit pro návrh algoritmů akvizice a zpracování biologických sekvencí.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Markéta Nykrýnová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

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 středoškolského studia. Dále by měl student ovládat programování v jazyce Python.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

až 40 bodů ze cvičení (2 průběžné testy (5 x 2 body), jeden programovací test (10 bodů), jedna zápočtová písemka (20 bodů))
až 60 bodů za písemnou zkoušku

Zkouška je zaměřena na ověření orientace v základních pojmech bioinformatiky, schopnosti navrhnout způsob analýzy sekvencí, prakticky provést operace se sekvencemi.
Počítačová cvičení jsou povinná. Omluvit lze nejvýše jednu neúčast na cvičeních; podmínkou omluvy je pouze potvrzená pracovní neschopnost nebo podobně vážný důvod; uznání účasti ve cvičení je podmíněno tím, že student do něj přichází připraven se znalostí dosud odpřednášené látky.

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnout studentům základní orientaci v problematice bioinformatiky, konkrétně v náhledu na strukturu informací v biologických databázích a způsob jejich využití a metodách analýzy sekvencí získaných z biologických databází.
Absolvent předmětu je schopen:
- získávat informace z biologických databází,
- vysvětlit základní pojmy bioinformatiky,
- popsat principy základních metod analýzy sekvencí z biologických databází,
- diskutovat výhody a nevýhody jednotlivých metod,
- na základě definovaných požadavků navrhnout vlastní metody analýzy sekvencí.

Základní literatura

LESK, Arthur, 2019. Introduction to bioinformatics. Oxford University Press. ISBN 978-019-8794-141 (EN)
PEVSNER, Jonathan, 2015. Bioinformatics and functional genomics. Third edition. Chichester: Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-118-58178-0 (EN)

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-BTB bakalářský, 2. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Markéta Nykrýnová, Ph.D.
doc. Mgr. Ing. Karel Sedlář, Ph.D.
Ing. Helena Vítková, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do bioinformatiky, základy molekulární biologie
2. Datové formáty využívající se v bioinformatice
3. Základy sekvenace
4. Základy dynamického programování
5. Algoritmy zarovnávání biologických sekvencí 1
6. Mutace a substituční matice
7. BLAST a zarovnávání více sekvencí
8 Fylogenetika a fylogenetické stromy, konstrukce fylogenetických stromů
9. Numerické reprezentace
10. Predikce proteinových struktur.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Bc. Kristýna Heřmánková
Ing. Markéta Nykrýnová, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do molekulární biologie, opakování základů Pythonu
2. Datové formáty v bioinformatice
3. Práce se sekvenačními daty
4. LCS a editační vzdálenost
5. Globální zarovnávání sekvencí
6. Lokální zarovnávání sekvencí
7. Skórovací a substituční matice
8. Vícenásobné zarovnávání sekvencí, BLAST 
9. Numerické reprezentace
10. Signálové zpracování bioinformatických dat
11. Predikce proteinových struktur
12. Konstrukce fylogenetických stromů

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz