Detail předmětu

Bioinformatika a databáze

FCH-MC_BIDAk. rok: 2024/2025

Cílem předmětu je poskytnout posluchačům základy bioinformatiky. Bioinformatika představuje spojení dvou technologií (oblast molekulární biologie a biotechnologií a oblast informačních technologií), u nichž došlo v posledních letech k explozivnímu růstu nových poznatků. Hlavní oblastí zájmu bioinformatiky je vyhledávání informací v databázích, srovnávání sekvencí nukleových kyselin a proteinů, vyhledávání genů, funkční genomika, klasifikace proteinů a proteomika, fylogenetické studie a srovnávací genomika.
Shromažďováním a správou dat, vývojem nástrojů pro jejich analýzu a poskytováním informací se ve světě zabývá několik institucí. Na internetových stránkách těchto institucí jsou veřejně přístupné biologické databáze, které obsahují rozsáhlé soubory dat (nukleotidových nebo aminokyselinových sekvencí), které jsou obvykle spojeny s počítačovým softwarem pro aktualizaci a vyhledávání dat.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Vstupní znalosti

Je doporučeno zapsání předmětu Molekulární biotechnologie.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Předmět je hodnocen klasifikovaným zápočtem. Součástí ověření znalostí předmětu je písemná část (test) a ústní. Při testu musí student zodpovědět 10 otázek odpovídajících souhrnným znalostem z celého předmětu. Součástí písemné části je i aplikace získaných znalostí na modelový experimnální systém (vyhldání nebo navržení sekvence, identifikace biomolekul apod.). Hodnocení odpovídá systému ECTS.


Účast na přednáškách není povinná, ale doporučuje se. Účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím.

 

Učební cíle

Genomové sekvence představují obrovský objem biologických dat, který nelze zpracovávat bez odpovídajícího počítačového vybavení. Pro účely přehledného uchovávání biologických dat, vyhledávání potřebných informací a jejich následné analýzy jsou využívány přístupy bioinformatiky. Cílem kurzu je obeznámit posluchače se základy bioinformatiky a přehledem databází.
Zpracování biologických dat vyžaduje znalost základních algoritmů a nástrojů z oblasti bioinformatiky (zarovnání sekvencí, konstrukce fylogenetických stromů, sestavení/mapování sekvenačních dat, atd.). Cílem tohoto kurzu je poskytnout studentovi tyto informace a připravit jej na budoucí povolání v oblasti bioinformatiky.

Základní literatura

Baxevanis A.D., Bader G., Wishart D., Bioinformatics, John Wiley & Sons, 2020 (CS)
Brown TA., Genomes 4, Garland Science, 2018 (CS)

Doporučená literatura

Brazda V., Bioinformatika – eLearningový kurz, 2020 (CS)

Elearning

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPCP_CHMA magisterský navazující

    specializace CHBL , 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Osnova (týdenní výuka) :
1. Úvod do bioinformatiky
2. Základy molekulární biologie z pohledu informatiky
3. Nástroje molekulární biologie
4. Databáze biologických dat – EMBL, DBJ, GenBank, Swiss-Prot, TrEMBL
5. Zarovnání sekvencí, dynamického programování, BLAST, FASTA
6. Evoluční modely
7. Konstrukce fylogenetických stromů
8. Sestavování fragmentů DNA
9. Genomika a rozpoznávání genů
10. Proteiny a predikce jejich struktury
11. Výpočet sekundární struktury RNA
12. Proteomika, regulační sítě
13. Polymorfizmus genů a diverzita

Konzultace v kombinovaném studiu

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Elearning