Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Bioinformatyka

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: B.2s.BII.SM.BBTSX Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Bioinformatyka
Jednostka: Katedra Biologii Roślin i Biotechnologii
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 3.00
Język prowadzenia: polski
Skrócony opis:

Celem zajęć jest zapoznanie studentów z podstawowymi narzędziami z dziedziny bioinformatyki stosowanymi do analizy i zarządzania danymi biologicznymi oraz możliwościami wykorzystania danych zdeponowanych w bioinformatycznych bazach danych. Część wykładowa obejmuje omówienie zagadnień związanych z następującymi blokami tematycznymi: znaczenie bioinformatyki w pracach związanych z postępem biologicznym w rolnictwie i ogrodnictwie, bioinformatyczne bazy danych, algorytmy stosowane w analizie danych sekwencji DNA, RNA i białek, podstawy biologii systemowej, bioinformatyka strukturalna makrocząsteczek. Celem ćwiczeń jest nauczenie studentów poprawnego analizowania danych sekwencyjnych i korzystania z bioinformatycznych baz danych oraz programów wykorzystywanych w analizie strukturalnej i porównawczej genomów.

Pełny opis:

Tematyka wykładów:

Definicja i wprowadzenie do bioinformatyki. Ośrodki naukowe i instytuty specjalizujące się w bioinformatyce. Biologiczne i bioinformatyczne bazy danych.

Projekty sekwencjonowania genomów. Analiza genomowego DNA: sekwencjonowanie, analiza odczytów, składanie sekwencji, identyfikacja i maskowanie sekwencji repetytywnych, adnotacja. Bioinformatyczna analiza transkryptomu. Podstawy biologii systemowej.

Dopasowanie pary sekwencji i dopasowania wielosekwencyjne. Wzorce sekwencyjne.

Heurystyczne algorytmy stosowane do porównywania sekwencji. Algorytmy przeszukiwania baz sekwencji.

Motywy i ślady sekwencyjne (Ukryte Modele Markowa). Metody predykcji genów. Analiza domenowej architektury białek.

Metody i kryteria estymacji drzew filogenetycznych.

Bioinformatyka strukturalna makrocząsteczek. Komputerowe projektowanie leków (CDD).

Tematyka ćwiczeń:

GenBank – przeglądanie, interpretacja adnotacji sekwencji.

Podobieństwo sekwencji nukleotydowych i aminokwasowych oraz interpretacja istotności uzyskanych wyników dopasowania sekwencji.

Dopasowanie lokalne i globalne pary sekwencji metodą macierzy kropkowej i programowania dynamicznego, algorytm Needlemana-Wunscha, Smitha-Watermana. Dopasowanie wielosekwencyjne (MSA). Algorytm BLAST dopasowywania dwóch sekwencji.

Metody poszukiwania wzorców w sekwencjach (motif finding) oraz projektowania primerów do reakcji PCR.

Analiza sekwencji na poziomie DNA: identyfikacja sekwencji repetytywnych, maskowanie genomu, identyfikacja sekwencji regulatorowych, identyfikacja genów kodujących RNA.

Zastosowanie metod bioinformatycznych do predykcji genów w kwasach nukleinowych: identyfikacja otwartych ramek odczytu, poszukiwanie genów u Prokaryota i Eukariota oraz walidacja predykcji rejonów kodujących i niekodujących.

Adnotacja funkcjonalna genów - Gene Ontology.

Algorytmy tworzenia i oceny drzew filogenetycznych.

Przewidywanie struktur białek: przewidywanie struktury II-rzędowej, III-rzędowej, modyfikacji potranslacyjnych, identyfikacja funkcjonalnych motywów i domen białkowych.

Literatura:

Literatura:

Agostino M. 2013. Practical bioinformatics. Garland Science, Taylor & Francis Group, USA

Ramsden J. 2016. Bioinformatics: An introduction. Springer

Xiong J. 2011. Podstawy bioinformatyki, PWN, Warszawa

Zvelebil M, Braum J.O. 2007. Understanding bioinformatics. Garland Science, New York.

Baxevanis A.D., Ouellette B.F.F. (red.) 2004. Bioinformatyka. Podręcznik do analizy genów i białek. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa

Krawetz S.A., Womble D.D. 2003. Introduction to bioinformatics: A theoretical and practical approach. Humana Press, Totowa, New Jersey.

Efekty uczenia się:

WIEDZA - absolwent zna i rozumie:

możliwości badania hipotez biologicznych przy zastosowaniu ogólnie dostępnych baz danych i narządzi bioinformatycznych

strukturę i funkcjonowanie repozytoriów danych biologicznych i bioinformatycznych

różne strategie sekwencjonowania oraz etapy bioinformatycznej analizy danych sekwencyjnych

algorytmy wykorzystywane w poszukiwaniu homologii sekwencji

metody stosowane w identyfikacji strukturalnej i funkcjonalnej genów

podstawowe założenia biologii systemowej oraz bioinformatyki strukturalnej białek

podstawowe metody stosowane w filogenetyce molekularnej

UMIEJĘTNOŚCI - absolwent potrafi:

zastosować odpowiednie narzędzia bioinformatyczne wspomagające pracę w laboratorium genetyki molekularnej

zinterpretować wyniki uzyskane przy pomocy narzędzi bioinformatycznych

wykorzystać właściwie bioinformatyczne bazy danych

opracować raport związany z bioinformatyczną analizą genomów

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - absolwent jest gotów do:

doskonalenia i aktualizowania wiedzy na temat dostępnych narzędzi bioinforatycznych i baz danych

wyrażania obiektywnych opinii na temat znaczenia bioinformatyki w genetyce i biotechnologii

Metody i kryteria oceniania:

- test jednokrotnego/wielokrotnego wyboru (50%)

- rozwiązanie zadania problemowego i zaliczenie raportu (50%)

Na ocenę 5:

Wymienia liczne przykłady zastosowania narzędzi bioinformatycznych w genetyce i hodowli roślin, wymienia liczne przykłady bioinformatycznych baz danych, wymienia i analizuje metody oraz proponuje modyfikacje algorytmów stosowanych w identyfikacji struktury i funkcji genów, przedstawia obszernie zagadnienia dotyczące biologii systemowej

Stosuje odpowiednie i różnorodne narzędzia bioinformatyczne do analizy sekwencji kwasów nukleinowych i białek oraz dobiera je do rozwiązania konkretnego problemu , właściwie interpretuje wyniki różnych analiz bioinformatycznch, właściwie wyszukuje i prawidłowo interpretuje informacje o danych biologicznych dostępnych on line, bezbłędnie opracowuje prace pisemne dotyczące bioinformatycznej analizy genomów roślinnych

Potrafi formułować obiektywne opinie, potrafi pracować w grupie

Na ocenę 4:

Wymienia wybrane przykłady zastosowania narzędzi bioinformatycznych w genetyce i hodowli roślin, wymienia nieliczne przykłady bioinformatycznych baz danych, wymienia i analizuje metody stosowane w identyfikacji struktury i funkcji genów, przedstawia wybrane zagadnienia dotyczące biologii systemowej

Stosuje wybrane narzędzia bioinformatyczne do analizy sekwencji kwasów nukleinowych i białek, poprawnie interpretuje wyniki wybranych analiz bioinformatycznch, wyszukuje i podejmuje próby interpretacji informacji o danych biologicznych dostępnych on line, opracowuje z drobnymi błędami prace pisemne dotyczące bioinformatycznej analizy genomów roślinnych

Potrafi formułować obiektywne opinie, potrafi pracować w grupie

Na ocenę 3:

Wymienia pojedyncze przykłady zastosowania narzędzi bioinformatycznych w genetyce i hodowli roślin, wymienia jedynie kilka przykładów bioinformatycznych baz danych, wymienia, ale nie analizuje metod stosowanych w identyfikacji struktury i funkcji genów, przedstawia nieliczne zagadnienia dotyczące biologii systemowej

Zna kilka narzędzi bioinformatycznych do analizy sekwencji kwasów nukleinowych i białek, interpretuje ze znaczącymi błędami wyniki niektórych analiz bioinformatycznch, wyszukuje nieliczne informacji o danych biologicznych dostępnych on line i interpretuje te dane często nieprawidłowo, opracowuje ze znacznymi błędami prace pisemne dotyczące bioinformatycznej analizy genomów roślinnych

Potrafi formułować obiektywne opinie, potrafi pracować w grupie

Na ocenę 2:

Nie wymienia przykładów zastosowania narzędzi bioinformatycznych w genetyce i hodowli roślin, nie wymienia przykładów bioinformatycznych baz danych, nie wymienia metod stosowanych w identyfikacji struktury i funkcji genów, nie przedstawia żadnych zagadnień dotyczących biologii systemowej

Nie zna narzędzi bioinformatycznych do analizy sekwencji kwasów nukleinowych i białek, nie interpretuje wyników analiz bioinformatycznch, nie wyszukuje informacji o danych biologicznych dostępnych on line, nie opracowuje lub niepoprawnie opracowuje prace pisemne dotyczące bioinformatycznej analizy genomów roślinnych

Nie potrafi formułować obiektywnych opinii, nie potrafi pracować w grupie

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2017/2018" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-25
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia laboratoryjne, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Małgorzata Czernicka
Prowadzący grup: Małgorzata Czernicka, Kinga Kęska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Ćwiczenia laboratoryjne - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2018/2019" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-02-24
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia laboratoryjne, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Małgorzata Czernicka
Prowadzący grup: Małgorzata Czernicka, Kinga Kęska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Ćwiczenia laboratoryjne - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2019/2020" (zakończony)

Okres: 2019-10-01 - 2020-02-23
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia laboratoryjne, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Małgorzata Czernicka, Wojciech Wesołowski
Prowadzący grup: Kinga Kęska, Wojciech Wesołowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Ćwiczenia laboratoryjne - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.