BIOINFORMATIKOS DALYKO APRAŠAS Dalyko (modulio) pavadinimas Kodas Bioinformatika Dėstyjas (-ai) Padalinys (-iai) Koordinuojantis: Dr. Doc. V. Kairys Matematikos ir informatikos fakultetas, Studijų pakopa Dalyko (modulio) lygmuo Dalyko (modulio) tipas 1 pakopa - Privalomas Įgyvendinimo forma Vykdymo laikotarpis Vykdymo kalba (-os) Paskais 4 semestras Lietuvių Reikalavimai studijuojančiajam Išankstiniai reikalavimai: Gretutiniai reikalavimai (jei yra): Biochemija; Genetikos pagrindai; Matematinė Nėra analizė ir diferencialinės lygtys Dalyko (modulio) apimtis kreditais Visas studen darbo krūvis Kontaktinio darbo valandos 5 134 64 70 Dalyko (modulio) tikslas: studijų programos ugdomos kompetencijos Savarankiško darbo valandos Studentai sugebės spręsti taikomuosius biologijos ir genetikos uždavinius, supras struktūrinių duomenų panaudojimo galimybes, mokės įvertinti jų patikimumą, naudotis kai kuriais struktūrų nusakymo medais. Dalyko (modulio) studijų siekiniai Studijų medai Vertinimo medai...gebės apdoroti duomenis kompiuteriniais medais...gebės planuoti ir vykdyti eksperimentus, apdoroti gautus rezultatus naudojantis matematiniais medais ir duomenų bazėmis....mokės susirasti reikalingą informaciją internete ir mokslinėse duomenų bazėse, tinkamai ją analizuoti ir taikyti iškilusiems uždaviniams spręsti Temos Prieš kiekvieną paskaitą studentai savarankiškai susipažįsta su kiekvieno būsimo užsiėmimo tema. Kurso medžiaga išdėsma paskaise, kurių metu supažindinama su bioinformatikos problematika ir problemų sprendimo konkrečių programų pagalba galimybėmis. Žinios įtvirtinamos užsiėmimuose kompiuterinėje klasėje, kur, vadovaujant dėstyjui, studentai mokosi atlikti konkrečias praktines užduotis. Studentams savarankiškai dirbant su konkrečiomis programomis jie gali kreiptis į konsultuojantį dėstyją kaip darbo klasėje metu, taip ir kitu laiku (pvz., per elektroninį paštą) Kontaktinio darbo valandos Užduotys užsiėmimų metu ir savarankiškos. Testinės užduotys. Savarankiškų studijų laikas ir užduotys
1. Įvadas į bioinformatiką. Mutacijos, genai. GenBank as, jo turinys. 2. NCBI paieškų sistema Entrez. RefSeq anotuos sekos. Monogeninių sutrikimų duomenų bazė OMIM. Pirminės ir antrinės duomenų bazės. Uniprot baltymų duomenų bazė. Genomo naršyklės. 3. Homologija. Baltymų motyvai, domenai. Sekų sulyginimas. Sulyginimo gerumo įvertinimas. Identiškumo matrica. Taškinės matricos medas. Judančio lango medas. 4. PAM, BLOSUM sulyginimo įvertinimo matricos, jų išvedimas, taikymas įvairiose praktinėse situacijose. Paskais Konsultacijos Seminarai Pratybos Laborariniai darbai Praktika Visas kontaktinis darbas Savarankiškas darbas 1 2 3 4 1 4 5 4 Užduotys Paskais medžiagos Paskais medžiagos Paskais medžiagos Paskais medžiagos
5. Needleman/Wunsch ir Smith/Waterman sulyginimo algoritmai. Tarpų (insercijų, delecijų) nuobauda. 6. BLAST sulyginimas ir algoritmas. Statistiniai sulyginimo rodikliai (E-value, Z-score ir pan.) BLAST parametrai ir jų praktinis taikymas. 7. PHI-BLAST. PSI-BLAST. Sulyginimo programos ir DB, naudojančios Markovo modelius. 8. Daugybiniai sekų sulyginimai. ClustalW, jo išvedimas. Kis daugybinio sekų sulyginimo programos. 9. Filogenetiniai medžiai, jų tipai, atstumų tarp sekų tipai, medžių konstravimo programos. Paskais medžiagos Paskais medžiagos Paskais medžiagos Paskais medžiagos Paskais medžiagos
10. Tridimensinės baltymų struktūros, jų vizualizacija. 11. Baltymų struktūros pagrindai. Ramačandrano schemos. Antrinė, tretinė, ketvirtinė struktūros. PDB, mmcif formatai. PDB duomenų bankai. Kis pirminės ir antrinės struktūrinių duomenų bazės. 12. Struktūrinių medų tikslumas. Struktūrų klaidos, jų detekcija. Erdvinių struktūrų sulyginimai. 13. Struktūrų sanklodos. SCOP, CATH duomenų bazės. Antrinės struktūros aumatinis nustatymas. Domenų nustatymo programos. 14. Baltymo funkcijos nuspėjimas. Antrinės struktūros nuspėjimas. Specialūs modeliavimo aspektai: prieinamumas tirpikliui, transmembraninių regionų 1 4 5 4 1 2 3 4 Paskais medžiagos Paskais medžiagos Paskais medžiagos Paskais medžiagos Paskais medžiagos
nuspėjimas. 15. Homologinis modeliavimas, 1 4 5 4 Paskais medžiagos sanklodos nustatymas, ab initio modeliavimas. Kilpų modeliavimas. Šoninių grandinių modeliavimas. 16. Homologinio modeliavimo 1 2 3 4 Paskais medžiagos serveriai. Erdvinės baltymų struktūros modeliavimo varžybos: CASP ir kis. Paskutiniųjų CASP (CASP10) varžybų rezultatų apžvalga. 17. Egzaminas 6 Pasiruošimas egzaminui Iš viso 16 48 64 70 Vertinimo Svoris Atsiskaitymo Vertinimo kriterijai strategija proc. laikas Egzaminas 100% Sesijos metu Egzamine pateikti 3 teoriniai atviro tipo klausimai (70%) ir praktinių darbų užduotys (30%). Egzamino vertinimas : Išlaikyta 10 (puikiai) - 92% 9 (labai gerai) 82 91% 8 (gerai) 74 81% 7 (vidutiniškai) 66-73% 6 (patenkinamai) 58-65% 5 (silpnai) 50-57% Neišlaikyta 4 (nepatenkinamai) 40-49% 3 30-39% 2 20-29% 1-19% Aurius Leidimo metai Pavadinimas Periodinio leidinio Nr. Leidimo vieta ir leidykla ar internetinė nuoroda ar leidinio mas Privalomoji literatūra J. Gu, Ph. E. Bourne 2009 Structural Bioinformatics Wiley-Blackwell (eds.) (2nd ed.)
Arthur M. Lesk 2002 Bioinformatics. Papildoma literatūra Įvairūs auriai Paskaitų medžiaga internete J. Pevsner 2009 Bioinformatics and Functional Genomics (2nd ed.) Oxford University Press Pvz., http://lectures.molgen.mpg.d e/online_lectures.html Wiley-Liss