Bioinformatyka

Celem przedmiotu jest zaznajomienie słuchaczy z bioinformatycznymi bazami danych: ENSEMBL, NCBI, PDB sposobem archiwizacji i wizualizacji danych. Analiza dostępnych sekwencji nukleotydowych oraz białkowych w oparciu o wybrane programy bioinformatyczne (np. opcja BLAST,Sequin, Cn3D, TMHMM) ma służyć studentom do przedstawienia możliwości w zakresie adnotacji sekwencji do baz danych, pełnej analizy tych sekwencji pod katem budowy, struktury oraz ich funkcjonalności. Ponadto słuchacze zapoznają się z możliwościami wykorzystania informacji z poziomu DNA/RNA/białko w badaniach filogenetycznych

Wykłady (5h)

1. Dopasowanie par sekwencji (wprowadzenie, macierze kropkowe, globalne i lokalne) – 2h

2. Dopasowania par sekwencji (metody heurystyczne); dopasowania wielosekwencyjne (MSA) – 2h

3. Metody statystyczne (modele Markova) – 1h

Ćwiczenia (25h)

1.Baza NCBI oraz ENSEMBL, funkcja BLAST – zapoznanie z opcjami programu BLAST, identyfikacja sekwencji z użyciem poszczególnych programów BLAST – BLASTx, nBLAST, BLASTp, tBLAST,n, tBLASTx (2 jednostki ćwiczeniowe po 1,5 godz.).

2.DNA oraz RNA - Analiza sekwencji na poziomie nukleotydowym oraz aminokwasowym, identyfikacja i poszukiwanie polimorfizmów oraz określanie ich wpływu na sekwencję aminokwasową (np. PolyPhen-2, PANTHER). Program Sequin – umieszczanie sekwencji w bazach (6 jednostek ćwiczeniowych po 1,5 h każda).

3.Białka - Analiza na poziomie sekwencji, rodzin i motywów - porównanie sekwencji aminokwasowych, predykcja struktury II i III rzędowej. Analiza sekwencji przy pomocy programu Cn3D. Analiza funkcji białek. Struktury molekularne oraz komórkowe (6 jednostek ćwiczeniowych po 1,5h każda)

4.Możliwości zastosowań narzędzi bioinformatycznych w filogenetyce – analiza struktury DNA, RNA oraz białek (2 jednostki ćwiczeniowe po 1,5h każda).

5.Zaliczenie (1,5h)

1. "Bioinformatyka : podręcznik do analizy genów i białek" pod red. A. D. Baxevanisa i B. F. F. Ouellette'a

2. "Bioinformatyka i ewolucja molekularna" P.Higgs, T.Attwood

3. Literatura uzupełniająca dołączona do programów znajdująca się na stronach internetowych

WIEDZA − absolwent zna i rozumie:

H.1s.INF.SM.HZOBY_W01 pojęcie polimorfizmu oraz potencjalnego wpływu na białka BIOI2_W07 RZ

H.1s.INF.SM.HZOBY_W02 reakcję sekwencjonowania SANGERA oraz sekwencjonowania całogenomowego organizmów BIOI2_W01 RZ

H.1s.INF.SM.HZOBY_W03 zależności między układami oraz wpływ zmiany w ilości ekspresji białka na organizm BIOI2_W09 RZ

UMIEJĘTNOŚCI − absolwent potrafi:

H.1s.INF.SM.HZOBY_U01 wykorzystać narzędzia bioinformatyczne do oceny przydatności danej zmiany w hodowli BIOI2_U1 RZ, PB

H.1s.INF.SM.HZOBY_U02 posługiwać się językiem obcym pozwalającym na zrozumienie budowy, funkcjonowania i treści zawartych w bazach danych BIOI2_U11 RZ

KOMPETENCJE SPOŁECZNE − absolwent:

H.1s.INF.SM.HZOBY_K01 zdaje sobie sprawę z ciągłego postępu w adnotacjach polimorfizmów oraz postępu w sposobie ich identyfikacji/ analizy BIOI2_K01 RZ

H.1s.INF.SM.HZOBY_K02 współpracuje z hodowcami pomagając zrozumieć im możliwości aplikacyjne identyfikowanych panelów polimorfizmów BIOI2_K08 RZ

H.1s.INF.SM.HZOBY_K02 zna zakres posiadanej przez siebie wiedzy i umiejętności, rozumie potrzebę uczenia się i ciągłego dokształcania przez całe życie, potrafi organizować proces uczenia się innych osób" BIOI2_K01 RZ

Dwa kolokwia pisemne (80%) oraz prace zaliczeniowe wykonywane podczas zajęć (20%) - Zaliczenie ćwiczeń (zadania wykonywane na ćwiczeniach - poprawne wykonanie analizy bioinformatycznej otrzymanych plików sekwencyjnych). Zaliczenie praktyczne bloków tematycznych będzie polegało na wykonaniu 5 zadań (5 poprawnie wykonanych – b.dobry; 4 poprawnie wykonane –dobry; 3 poprawnie wykonane – dostateczny)