Teorijski dio:
Baze podataka: tipovi baza podataka i organizacija baza podataka. "Flat" i relacijske baze podataka. Osnovni bioinformatički resursi u bioinformatici i genomici. Poravnavanje proteinskih i nukleotidnih slijedova. Pretraga baza podataka prema sličnosti sa zadanom sekvencom: BLAST i FASTA. Motivi u aminokiselinskim slijedovima, profili i proteinske porodice. Osnove molekularne evolucije i filogenetska analiza.
Računalna biologija genomskih projekata: Strategije sekvenciranja i algoritmi za sklapanje sekvence. Dokumentacija (annotation) genoma: genske ontologije. Vizualizacija sadržaja genoma. Generiranje znanstvenih hipoteza uz pomoć genomike
Preglednici genoma. UCSC Genome Browser i Ensembl Genome Browser. Pronalaženje sekvenci, funkcionalnih elemenata i dokumentacije pojedninh gena.
Struktura i sastav genoma. Genomi bakterija i arhea. Eukariotski genomi i paradoks C-vrijednosti. Ljudski genom, genomske varijacije i nasljedne bolesti.
Funkcionalna genomika i transkriptomika. Analiza ekspresije gena na mikročipovima DNA (DNA microarrays) i metodama sekvenciranja sljedeće generacije (RNA-seq).
Praktična nastava u računalnoj učionici:
Praktična nastava problemski orijentiranog učenja, tutoriala i strukturirane rasprave o gradivu koje se svladava. Studenti dobijaju teorijsku pozadinu korištenih metoda i objašnjenje znanstvene motivacije kroz teorijska predavanja. Studenti samostalno riješavaju praktične zadatke vođeni prethodno pripremljenim pisanim materijalima, pomoću alata koji su slobodno dostupni na Internetu. Nastavnik moderira i usklađuje riješavanje zadataka, potiče studente na raspravu i donošenje zaključaka. Sadržaj praktičnih vježbi:
Upoznavanje s različitim vrstama baza podataka (aminokiselinskih i proteinskih slijedova, bibliografske baze podataka, baze podataka dostupne na serverima European Bioinformatics Institute, National Center for Biotechnology Information, i druge). Pretraživanje baza podataka prema ključnim riječima, filtriranje rezultata pretraživanja i korištenje složenih upita u pretraživanju. Pretraživanje aminokiselinskih slijedova BLAST-om, izrada profila i pretraživanje PSI-BLAST-om.
Analiza aminokiselinskih sekvenci poravnavanjem, interpretacija i evaluacija poravnavanja slijedova. Filogenetska analiza i izrada filogenetskog stabla različitim metodama evolucijske udaljenosti (Neighbour-Joining) i molekulske evolucije (Maximal Parsimony, Maximal likelihood). Analiza pouzdanosti filogenetskog stabla bootsrap-analizom.
Pristup i pronalaženje osnovnih informacija o sekvenciranim genomima. Pretraživanje i analiza eukariotskih genoma pomoću Ensembl Genome Browser. Pronalazak gena od interesa, analiza transkripata mapiranih na ciljnu genomsu regiju. Komparativna genomika, poravnavanje kromosoma i detekcija sintenije između različitih mikrobialnih i eukariotskih organizama.
Studentski seminari:
Manji dio gradiva biti će obrađen i prezentiran od strane studenata, a obuhvaćati će recentna dostignuća na području bioinformatike i genomike. Zainteresirani studenti obraditi će zadanu temu koristeći primarnu literaturu (znanstvene članke)
Terenska nastava:
Planirana je posjeta istraživačkim grupama pri Sveučilištu u Zagrebu ili Institutu Ruđer Bošković koje se bave istraživanjima na području genomike i bioinformatike.
Ishodi učenja:
Navesti i opisati najčešće korištene baze podataka u bioinformatici.
Pronaći aminokiselinski slijed proteina od interesa i dostupne informacije vezane uz taj protein.
Pronaći homologe zadanog proteina, procjeniti pouzdanost rezultata pretrage.
Napraviti poravnavanje aminokiselinskih slijedova homolognih proteina, analizirati kvalitetu i pouzdanost poravnavanja, konstruirati filogenetsko stablo.
Opisati nekoliko metoda sekvenciranja DNA sljedeće generacije i usporediti ih međusobno, te sa Sangerovom metodom sekvenciranja DNA.
Navesti i objasniti strategije sekvenciranja jednostavnih mikrobijalnih i složenih eukariotskih genoma.
Opisati postupke anotacije genoma.
Usporediti metode analize ekspresije gena na mikročipovima DNA i sekvenciranjem RNA na platformama za sekvenciranje sljedeće generacije.
|
Pristupačnost
