Základy bioinformatiky

  1. Úvod do bioinformatiky a informačních zdrojů definice bioinformatiky; historické a vědecké souvislosti vývoje bioinformatiky; problematika studovaná a řešená pomocí nástrojů bioinformatiky; druhy databází (primární vs. sekundární; formáty databázových dat); vysvětlení vztahu mezi DNA, RNA a proteiny; vysvětlení významu strukturní podobnosti a homologie; získávání relevantních informací o genomech a proteomech; odborná literatura z oblasti bioinformatiky; zdroje informací v databázi PubMed
  2. Práce se sekvencemi (nukleotidovými a aminokyselinovými) struktura genů a genomů; rozdíly mezi prokaryontními a eukaryontními geny; získání informací o daném genu; interpretace záznamu v GenBank; analýza celých genomů; nalezení chyb v sekvenci DNA; analýza DNA sekvencí (stanovení obsahu GC, hledání kodonů, vnitřní repetice); hledání ORF, exonů a intronů; sestavování fragmentů sekvencí; interpretace záznamu v databázi Swiss-Prot; popis primární struktury proteinu; databáze proteinových struktur a obsažené informace; predikce fyzikálně-chemických vlastnosti proteinu ze sekvence; analýza primární struktury proteinu; popis sekundární struktury proteinu; nalezení známých domén daného proteinu
  3. Porovnávání sekvencí a vyhledávání na základě podobnosti ("similarity search") význam sekvenční homologie; interpretace výsledků vyhledávání BLAST; interpretace střední hodnoty (e, "expectation value"); použití aplikace BLASTP pro porovnávání proteinových sekvencí; použití BLASTn pro porovnávání sekvencí DNA; nastavení parametrů BLAST pro efektivnější porovnávání; použití PSI-BLAST k nalezení příbuzných proteinových sekvencí; konstrukce a interpretace "dot plots" pro porovnání sekvencí; algoritmy pro seřazování sekvencí; použití online nástrojů pro lokální alignment proteinových sekvencí; použití online nástrojů pro globální alignment proteinových sekvencí; získávání vhodných sekvencí pro vícenásobné seřazení sekvencí (MSA, "multiple sequence alignments"); použití online nástrojů pro MSA; interpretace výsledků MSA; praktické použití MSA
  4. Proteinové struktury význam skládání ("folding") a trojrozměrné struktury proteinů; predikce sekundární struktury proteinů; nalezení strukturních analogů proteinové sekvence; získávání 3-D struktur z databáze PDB; instalace a konfigurování prohlížeče proteinových struktur; prohlížení a manipulace s proteinovými strukturami na počítači; popis strukturních elementů (alfa šroubovice, beta skládané listy, klubka); strukturní klasifikace proteinů pomocí online nástrojů
  5. RNA struktury, SNP and haplotypy definice genomiky a popis bioinformatických aplikací, které využívá; definování jednonukleotidových polymorfismů (SNP, "single nucleotide polymorphism") a popis jejich obecného rozšíření v lidském genomu; definování haplotypů a jejich význam pro bioinformatickou analýzu; vysvětlení aplikací analýzy SNP a haplotypů; získání a interpretace dat o SNP a haplotypech z prohlížeče genomu; popis sekundární struktury RNA; použití online nástrojů pro získání RNA sekvencí a strukturní predikce RNA; popis rozdílných typů RNA včetně miRNA; použití online nástrojů k nalezení elementů popisujících sekundární strukturu RNA; použití online nástrojů pro hledání miRNA v RNA sekvencích
  6. Fylogenetika a srovnávací genomika definice fylogeneze a hledání fylogenetických vztahů pomocí bioinformatických nástrojů; seřazení sekvencí s použitím programu ClustalW; odhad vzdálenosti mezi sekvencemi; rozdíl mezi orthology, paralogy a xenology; konstrukce fylogenetických stromů s použitím programu ClustalW; popis algoritmů pro konstrukci fylogenetických stromů (UPGMA, fitch, neighbor-joining); konstrukce stromů použitím programového balíku Phylip
  7. Bioinformatika v glykobiologii struktury sacharidů; databáze glykoenzymů; glykosylace proteinů; bioinformatická analýza glykanových struktur; predikce proteinové glykosylace; program Glycoworkbench; experimentální metody analýzy glykosylace proteinů; 3-D struktura komplexních sacharidů; int