1. Zajęcia dydaktyczne
    1. Bioinformatyka
    2. Modelowanie Molekularne
    3. Struktura Polimerów i Biopolimerów
    4. Wstęp do Programowania w Naukach Przyrodniczych
    5. Wspomaganie Komputerowe Pracowni Chemicznej
    6. Laboratorium Chemii i Biologii Strukturalnej
  2. Courses in English
    1. Bioinformatics
    2. Molecular Modelling

Bioinformatyka

semestr studiów magisterskich, zajęcia obowiązkowe dla bloku Modelowanie Biomolekuł

Bioinformatyka dostarcza narzędzi do gromadzenia i analizowania danych biologicznych, głównie sekwencji i struktur biomolekuł : DNA, RNA i białek. Bioinformatyka umożliwia badanie ewolucji gatunków z punktu widzenia sekwencji pojedynczych genów czy struktur białek. Analiza ta może mieć na celu zbadanie funkcji białka czy też opisanie mechanizmu jego działania. Narzędzia bioinformatyczne przydatne są również podczas modyfikowania istniejących nowych bądź też projektowania zupełnie nowych białek.

  • Bioinformatyczne bazy danych:
    • sekwencyjne (nr, UniProt, PFam, InterPro) i strukturalne (PDB)
    • bazy 'curated' vs 'non-curated'
    • bazy o zredukowanej nadmiarowości (ang. *non redundant*)
    • inne bazy i słowniki: KEGG, GeneOntology; problem (nie)jednoznaczności w bazach danych
  • Uliniowienie pary sekwencji - optymalny algorytm deterministyczny:
    • algorytm dynamicznego programowania
    • ocena uliniowienia; kara za przerwę - dowolna vs afiniczna, otwarcie i kontynuacja przerwy, macierz podstawień
    • uliniowienie lokalne vs. globalne
    • macierz uliniowienia
  • Ocena istotności ulinoiwienia. Definicja i praktyczne zastosowanie parametrów:
    • p-value, e-value
    • ocena (ang. score)
    • procent identyczności sekwencyjnej, procent podobieństwa sekwencyjnego
    • z-score (zmienna z rozkłądu normalnego standaryzowanego)a
  • Pojęcie homologii sekwencji. Homologi (ortologi i paralogi) vs analogi
  • wnioskowanie o strukturze i funkcji białka w oparciu o białka homologiczne
  • Heurystyczne metody ulinowienia
    • BLAST
    • FASTA
    • HHSearch
    • przeszukiwanie baz danych
  • Uliniowienia wielu sekwencji (Multiple Sequence Alignment, MSA). Profil sekwencyjny i jego postacie: MSA, ukryty model Markowa (HMM). Drzewa filogenetyczne.
  • Uliniowienie sekwencja-profil oraz profil-profil. Algorytm PsiBlast. Metody przewlekania 1D. Metaservery
  • Predykcje na podstawie profilu: struktura drugorzędowa białek, zagrzebanie, lokalna ruchliwość fragmentów białka, podział sekwencji na domen
  • Nałożenie struktur białek. Odległość crmsd, jej interpretacja i przypadłości.
  • Uliniowienie strukturalne
    • czym ono różni się od nałożenia
    • parametry GDT i tm-score
    • złożoność obliczeniowa i popularne algorytmy
    • programy tm-align, DALI
  • Uliniowienie sekwencji ze strukturą - przewlekanie 3D.
  • Modelowanie porównawcze
    • etapy modelowania porównawczego
    • pojęcia: szablon i cel oraz uliniowienie między nimi
    • biblioteki rotamerów
    • modelowanie struktur pętli w białku
    • podejścia do optymalizacji (udokładniania) struktury
    • metody Modeller i SwissModel