MinorBioinformatics

Часть 1. Элементарная геномика (модули 1-2)

В курсе «Элементарная геномика» изучаются основные закономерности молекулярной эволюции и математические методы анализа молекулярных последовательностей, включая алгоритмы поиска гомологичных последовательностей, выравнивания последовательностей и построения филогенетических деревьев, алгоритмы поиска ортологов и горизонтально перенесенных генов, предсказания генов и поиск мотивов, методы аннотации геномов de novo генами и функциональными элементами. Изучаются алгоритмы и методы предсказания вторичной структуры ДНК, РНК и белков.

В течение курса студенты познакомятся с основными биоинформатическими ресурсами, включая базы данных, веб-порталы, компьютерные программы для работы с базами данных молекулярной биологии, а также программами, реализующими биоинформатические методы.

Лекции

Лекция 1. Введение. Основы молекулярной биологии. Клетка, геном, белки, поток информации, генетический код.
презентация

Лекция 2. Организация геномов прокариот и эукариот. Гены и регуляторные элементы. Белок-кодирующие и РНК-кодирующие гены. Экзоны и интроны. Сплайсинг. Промоторы и энхансеры.
презентация

Лекция 3. Молекулярная эволюция. Поиск схожих последовательностей. Алгоритм и программа BLAST. Статистика локального выравнивания.
презентация

Лекция 4. Алгоритмы попарного и множественного выравнивания последовательностей. Динамическое программирование.
презентация

Лекция 5. Множественное выравнивание. Филогения. Методы построения филогенетических деревьев. Методы расстояний. Метод UPGMA. .
презентация

Лекция 6. Филогения. Методы построения филогенетических деревьев. Метод ближайшего соседа (NJ). Метод максимальной бережливости. Метод максимального правдоподобия. Бутсрэп-оценка построенного дерева.
презентация

Лекция 7. Гомологи, ортологи и паралоги. Методы автоматического поиска ортологов. Поиск горизонтально перенесенных генов. Белки и базы данных белков. Genbank, Uniprot, PDB.
презентация

Лекция 8. Эволюционный отбор. Гены под действием положительного или отрицательного отбора.
презентация

Лекция 9. Поиск мотивов. Представление мотивов в виде позиционных весовых матриц (PWM).
презентация

Лекция 10. Вторичные структуры белка. Альфа-спираль и бета-лист.
[презентация]

Лекция 11. Предсказание генов de novo. Алгоритмы в основе предсказания генов. Цепи Маркова. Скрытые цепи Маркова.
[презентация]

Лекция 12. Вторичные структуры РНК. Методы предсказания вторичной структуры РНК.
презентация

Лекция 13. Вторичные структуры ДНК. Квадруплексы, триплексы, крестообразные структуры.
[презентация]

Семинары

Семинар 1. Введение в систему Unix. Основные команды Unix. Файловая система. Навигация. Командная строка. Просмотр файлов. Bash-скрипты.
содержание данные

Семинар 2 Базы данных геномов бактерий, человека и разных видов. Файлы аннотации геномов генами. Стренды. Геномный браузер UCSC.
содержание данные

Семинар 3. Программа BLAST. Поиск схожих последовательностей. Определение последовательностей из метагеномного исследования с помощью BLAST.
содержание данные

Семинар 4. Введение в биопитон.
Питоновский ноутбук.

Семинар 5. Программы ClustalW, Muscle, TCoffee, Mega. Программа MEGA. Выравнивание последовательностей на примере коровых белков (ATP, DNA-poymerase, 16S-RNA).
содержание данные

Семинар 6. Филогенетика. Интеины. Определение горизонтально перенесенных генов. Определение ортологов и паралогов по филогенетическим деревьям.
содержание данные

Семинар 7. Изучение 3-х мерной структуры белка по базе данных PDB.
содержание

Семинар 8. Определение генов под действием отбора. Отношение dN/dS. Программа PAML.
содержание

Семинар 9. Построение PWM с помощью сервиса RSAT. Представление мотива в виде LOGO. Сайты factorbook и Jaspar. Поиск мотивов de novo с помощью сайта MEME, RSAT и программы homer.
содержание данные

Семинар 10. Методы определения альфа-спирали и бета-структуры.
содержание

Семинар 11. Предсказание генов de novo. Программы Glimmer, Prodigal, GenMark.
содержание

Семинар 12. Программа RNAFold. Структурное выравнивание (LocARNA). База данных RFam.
содержание

Семинар 13. Методы аннотации геномов квадруплексами, Z-ДНК, структурами стебель-петля.
содержание