Биоинформатика, 2010-2011
Курс: Биоинформатика.
Преподаватель: Юрий Порозов.
Даты: Sep 2010 — Feb 2011.
Современная биоинформатика – весьма молодая, бурно развивающаяся и довольно непривычная для математиков и информатиков наука. По сути это собрание различных математических моделей и методов в помощь биологам (в основном молекулярным биологам) для решения чисто биологических задач (предсказание пространственной структуры белков, расшифровка структуры ДНК, хранение, поиск и аннотация биологической информации и т.п.) Несмотря на наличие корня «информатика» в названии этой науки, она настолько пропитана биологией, что без довольно глубоких биологических знаний делать математику в ней нечего. В то же время область приложения математических знаний, в том числе и самых современных математических теорий здесь просто необъятна.
Цель курса - познакомить слушателей с основными моделями и методами биоинформатики, а также с основными стоящими перед ней проблемами.
Программа (20 часов):
- Введение.
Предмет биоинформатики. Цели, задачи и методы науки. Основные понятия. Аминокислоты, их строение, свойства. Нуклеиновые кислоты и нуклеотиды. ДНК и РНК. Строение ДНК. Способы представления информации о последовательностях – форматы записи Fasta, Genbank, PDB и способы визуализации. Источники информации, базы данных и Интернет для биоинформатики. Протеины, пространственное строение, функции. - ДНК. Методы анализа последовательностей.
Молекула ДНК – хранилище генетической информации. Строение ДНК. Упаковка молекулы. Комплементарность. Гены, регуляторные последовательности, сайты связывания. Кодирование информации при помощи нуклеотидов. Репликация (удвоение молекулы). Анализ последовательностей. Парное выравнивание. Алгоритм Смит-Ватерман. Алгоритм Нидлмана-Вунша. Множественное выравнивание. Применение выравнивания в биоинформатике, примеры. - Белки.
Строение белков. Первичная структура белка. Вторичная структура. Третичная и четвертичная структура белка. Мотивы и домены. α-структуры, β-структуры и их комбинации. Функции белков. Связь между структурой и функцией белков. Главная цепь. Боковые цепи. Геометрия главной цепи. Конформации белка. Конформации боковых цепей. Диаграмма Рамачандран и библиотеки ротамеров. - Биологические базы данных и серверы. Решение практических задач.
NCBI и сервисы. PDB. OCA. SRS. SRS-3D. PredictProtein. Swiss-Model. ExPASy. UniProt. Сервера EMBL. Сервер ENCODE project. Инструменты: Swiss-PDBviewer, VMD, Accelrys Discovery Studio. Каждый из приведенных сервисов и программных продуктов могут служить базой и рассмотрены на отдельных workshops / мастер-классах / how-to-do классах. - Актуальные проблемы, требующие решения: аннотация генома, поиск генов, поиск сайтов репликации у человека. Сворачивание белков, предсказание структуры белка, предсказание функции и клеточной локализации белков. Предсказание подвижности белков и классификация протеинов по принципу подвижности.
Материалы:
- Видео: http://vimeo.com/groups/bioinf/album/1542
- Презентация с открытия (онлайн)
| # | Лекции и файлы | Дата и время |
|---|---|---|
| 1 |
Открытие курса bioinfo-2010-09-11.zip |
11 Sep 2010 - 14:45 |
| 2 |
Лекция 2 vvedenie_v_bioinformatiku_2.ppt |
11 Sep 2010 - 15:00 |
| 3 |
Лекция 5-1 vvedenie_v_bioinformatiku_5_1.ppt |
11 Sep 2010 - 15:15 to 6 Nov 2010 - 15:15 |
| 4 |
Лекция 1 vvedenie_v_bioinformatiku_1.ppt |
2 Oct 2010 - 14:45 |
| 5 |
Лекция 3 vvedenie_v_bioinformatiku_3.ppt |
9 Oct 2010 - 15:15 |
| 6 |
Лекция 4 vvedenie_v_bioinformatiku_4.ppt |
6 Nov 2010 - 15:15 |
| 7 |
Лекция 5-2 vvedenie_v_bioinformatiku_5_2.ppt |
13 Nov 2010 - 15:30 |
| 8 |
Лекция 5-3 vvedenie_v_bioinformatiku_5_3.ppt |
20 Nov 2010 - 15:30 |
| 9 |
Лекция 6, обзорная obzornaya_lekciya.ppt |
12 Feb 2011 - 15:30 |
| 10 |
Вопросы к экзамену по биоинформатике voprosy_k_ekzamenu_po_bioinformatike.pdf |
12 Feb 2011 - 15:30 |