Detail předmětu
Praktika z bioinformatiky
FEKT-BPC-PBIAk. rok: 2020/2021
Předmět je zaměřen na praktické zvládnutí základních bioinformatických analýz DNA sekvencí a sekvencí proteinů. Především je orientován na zarovnávací algoritmy a algoritmy predikce sekundární struktury RNA a proteinů. Dále prohlubuje znalosti o možnostech číslicového zpracování genomických a proteomických dat. Studenti si prakticky vyzkouší základní možnosti fylogenetické analýzy na jimi zvoleném vhodném souboru dat. Studenti se naučí provádět analýzy sekvencí v programovacím jazyce R.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent předmětu je schopen:
- nalézt v databázi GenBank nukleotidové sekvence kódující protein pro různé organismy a sekvence stáhnout ve vhodném formátu
- nalézt v databázi Uniprot sekvenci proteinu, která je kódována nukleotidovou sekvencí
- nalézt kódující oblasti v DNA sekvencích
- provést základní analýzy sekvencí v prostředí R
- použít zarovnávací algoritmy volně dostupné na internetu, vhodně zvolit zarovnávací parametry v závislosti na typu dat
- naprogramovat algoritmus pro zarovnání sekvencí s afinní penalizací
- predikovat sekundární strukturu proteinů pomocí online nástrojů
- predikovat pozitivní selekci v genech
- naprogramovat výpočet spektrogramů DNA sekvencí
- zkonstruovat fylogenetický strom z DNA sekvencí pomocí online nástrojů
Prerekvizity
Student by měl mít znalosti ekvivalentní absolvování předmětu ABIN. Student musí být schopen základní práce s programovým prostředí Matlab či jiným programovacím jazykem. Student musí znát základní molekulárně-biologické vlastnosti nukleotidových a proteinových sekvencí, teoretické principy globálního a lokálního zarovnávání a predikce sekundární struktury proteinů.
Doporučená nebo povinná literatura
Cvrčková F: Úvod do praktické bioinformatiky, Academia, 2006 (CS)
Koonin E. V., Galperin M. Y. (2003) Sequence - Evolution - Function: Comparative approaches in comparative genomics. Kluwer Acad. Press. (EN)
Gusfield D. (1997) Algorithms on strings, trees, and sequences. Cambridge Univ. Press. (EN)
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
Způsob a kritéria hodnocení
Student získává v průběhu semestru až 30 bodů za programování, až 30 bodů za praktický úkol a až 40 bodů za zápočtový test. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutné získat minimálně 15 bodů za programování, minimálně 20 bodů za zápočtový test a minimálně celkem 50 bodů dohromady za všechny bodované aktivity.
Jazyk výuky
čeština
Osnovy výuky
1. Základy programování v R.
2. Práce s knihovnou Biostrings.
3. Regulární výrazy a převody dat do různých formátů.
4. Vyhledávání exonů.
5. Zarovnávání s afinní penalizací.
6. Vícenásobné zarovnávání.
7. Konstrukce fylogenetickcýh stromů.
8. Vyhledávání pozitivní selekce.
9. Predikce RNA struktur.
10. Predikce proteinových struktur.
Cíl
Cílem předmětu je studenty naučit vyhledávat data v základních genomických a proteomických databázích jako je GenBank a Uniprot, získaná data analyzovat volně dostupnými nástroji pro základní bioinformatické analýzy a také naprogramovat některé základní bioinformatické algoritmy v programovacím jazyce R.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Počítačová cvičení jsou povinná, řádně omluvené zmeškané cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit individuálně.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BPC-BTB bakalářský, 3. ročník, letní semestr, 3 kredity, povinný
Typ (způsob) výuky
Cvičení na počítači
39 hod., povinná
Vyučující / Lektor
eLearning
eLearning: aktuální otevřený kurz