Майнор Биоинформатика 1 год 2022/23

Материал из Wiki - Факультет компьютерных наук
Перейти к: навигация, поиск

Часть 1. Биоинформатика ДНК, РНК и белков (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.

Оценивание

НАКОП=0.1*(среднее по квизам)+0.5*(среднее по ДЗ) +0.4*экзамен

Накоп округляется стандартным образом.

Условия автомата

Написано как минимум 8 квизов (из 10); Средняя оценка за квизы не может быть ниже 4.

Все ДЗ, сданны на удовлетворительную оценку (оценка за ДЗ должна быть выше 4)

Студенты претендующие на автомат могут выбрать не иди на экзамен и вместо этого получить оценку по формуле:

ИТОГ = НАКОП * 1.6

Лекции и семинары

Лекция 1-3. Введение. Основы молекулярной биологии. Клетка, геном, белки, поток информации, генетический код.
презентация

Лекция 4. Организация геномов прокариот и эукариот. Гены и регуляторные элементы. Белок-кодирующие и РНК-кодирующие гены. Экзоны и интроны. Сплайсинг. Промоторы и энхансеры.
презентация

Лекция 5.Молекулярная эволюция. Поиск схожих последовательностей. Алгоритм и программа BLAST. Статистика локального выравнивания.
презентация

Лекция 6.Модели эволюции аминоклислотных последовательностей. Матрицы PAM и BLOSUM.
презентация

Лекция 7.Алгоритмы попарного и множественного выравнивания последовательностей. Динамическое программирование.
презентация

Лекция 8.Алгоритмы попарного и множественного выравнивания последовательностей (продолжение). Филогенетика. Горизонатльный обмен генов. Методы построения филогенетических деревьев.
презентация

Лекция 9. Филогения. Методы построения филогенетических деревьев. Метод ближайшего соседа (NJ). Метод максимальной бережливости. Метод максимального правдоподобия. Бутсрэп-оценка построенного дерева.
презентация

Лекция 10. Гомологи, ортологи и паралоги. Поиск горизонтально перенесенных генов.
презентация

Лекция 11. Методы автоматического поиска ортологов. Базы данных семейств ортологов - COG, Pfam, Quest for orthologs. База данных трехмерной структуры белков PDB.
презентация

Лекция 12. Коронавирус. Семейство коронавирусов. Струкуры комплексов связывания белка шипа коронавируса (S) и фермента ACE2
презентация

Лекция 13. Эволюция коронавируса SARS-Cov.
презентация

Семинар 1 Базы данных геномов бактерий. Файлы аннотации геномов генами. Стренды.
содержание

Семинар 2 Введение в систему Unix. Основные команды Unix. Файловая система. Навигация. Командная строка. Просмотр файлов. Поиск информации в файлах.
содержание

Семинар 3 UCSC genome browser. Геном человека. Строение генов. Треки консервативности, SNPs, структурных вариантов, повторов. Скачивание полного генома человека. Table browser.
содержание

Семинар 4 Работа с bed файлами, bedtools.
содержание

Семинар 5 BLAST.
содержание

Семинар 6.Программа MEGA. Выравнивание последовательностей на примере коровых белков (ATP, DNA-poymerase, 16S-RNA).
содержание данные

Семинар 7. Построение филогенетических деревьев на примере коровых белков (ATP, DNA-poymerase, 16S-RNA). Программа MEGA.
содержание данные

Семинар 8. Поиск белков в Swiss-Prot по мнемонике функции. Интеины. Определение горизонтально перенесенных генов. Филогенетика и астробиология.
содержание данные

Семинар 9. Определение ортологов и паралогов по филогенетическим деревьям.
содержание данные

Семинар 10. Эволюционный анализ вируса SARS-cov-2 из разных популяций человека.
содержание данные

Семинар 11. Знакомство с базами данных ортологов и знакомство с 3-х мерной структурой белков по базе данных PDB.
содержание

Семинар 12. Программа визуализации трехмерной структуры белка PyMol.
содержание

Семинар 13. Изучение структур белков Spike (S) вирусов SARS-cov и SARS-cov-2, а также фермента ACE2 и комплекса SARS-cov - ACE2
содержание данные


Лекция 1 Введение в геномику человека. Первый проект "Геном человека". Секвенирование методом Сангера. Полиморфизм человека. SNPs и структурные варианты. Связь с заболеваниями.
презентация

Семинар 1. Базы данных SNP и структурных вариантов человека. Влияние SNP на структуру белка.
содержание статья


Лекция 2 Генотип и гаплотип. SNP и тегированные SNPы. Исследования GWAS. Тест хи-квадрат.
презентация

Семинар 2. Генотипы, минорные аллели, локусы. Пример GWAS для одного SNP. Тест хи-квадрат.
содержание тетрадка


Лекция 3 Исследования GWAS. Элементы популяционной генетики. Гаплотипы и гаплогруппы. Митохондриальная Ева и Y-хромосомный Адам.
презентация

Семинар 3. Ассоциациии признака с аллелью и генотипом. Отношение шансов и оценка риска. Примеры отчетов компании 23 and me.
содержание

Books