Metody biomolekulárního modelování - M143008
Anglický název: Methods of biomolecular modelling
Zajišťuje: Ústav informatiky a chemie (143)
Platnost: od 2019
Semestr: letní
Body: letní s.:4
E-Kredity: letní s.:4
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:2/1 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh: navazující magisterské
Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán
povolen pro zápis po webu
Garant: Lankaš Filip doc.Ing. Ph.D.
Záměnnost : N143054
Termíny zkoušek   
Anotace -
Poslední úprava: Hladíková Jana (04.01.2018)
Přednáška je zaměřena na počítačové modelování biologických makromolekul (nukleových kyselin a proteinů) a jejich interakcí. S rostoucí výkonností počítačů a vývojem nových algoritmů roste i význam počítačového modelování, které dnes tvoří nedílnou součást výzkumu v molekulární biologii, genetice a biochemii. V přednášce se nejprve probírá důkladnější úvod do teorie pravděpodobnosti a náhodných (stochastických) procesů, který má širší použití i mimo obor biomolekulárního modelování. Teoretické poznatky jsou pak využity k formulaci důležité simulační metody, brownovské dynamiky. Následují ukázky aplikací z oblasti interakcí proteinů s ligandy a dynamiky biomolekulárních komplexů v buňce. Cvičení zahrnují jak teoretické úlohy, tak i jednoduché výpočty, které si studenti sami naprogramují.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Hladíková Jana (04.01.2018)

Přínos pro studenty:

  • Na hlubší úrovni si osvojí základy teorie pravděpodobnosti a stochastických procesů
  • Porozumí teoretické formulaci a algoritmické realizaci simulací brownovské dynamiky
  • V aplikacích se seznámí s užitím probíraných metod na konkrétní problémy na rozhraní molekulární biologie, genetiky a bioinformatiky

Literatura -
Poslední úprava: Svozil Daniel doc. Mgr. Ph.D. (29.10.2018)

Z: I. Nezbeda, J. Kolafa, M. Kotrla, Úvod do molekulárních simulací – Metody Monte Carlo a molekulární dynamiky, Univerzita Karlova, Praha 2002

Z: T. Schlick, Molecular Modeling and Simulation, Springer 2010

D: D. Frenkel, B. Smit, Understanding Molecular Simulation, Academic Press 2002

D: J. Šponer, F. Lankaš (eds.), Computational Studies of RNA and DNA, Springer 2006

Studijní opory -
Poslední úprava: Lankaš Filip doc.Ing. Ph.D. (16.02.2018)

Online materiály k přednášce.

Požadavky ke kontrole studia -
Poslední úprava: Lankaš Filip doc.Ing. Ph.D. (16.02.2018)

Vypracování domácích cvičení.

Sylabus -
Poslední úprava: Lankaš Filip doc.Ing. Ph.D. (26.10.2018)

1. Úvod. Délkové a časové škály v biomolekulárním modelování

2. Pravděpodobnost

3. Náhodné veličiny

4. Charakteristiky náhodných veličin

5. Rozdělení pravděpodobnosti

6. Normální rozdělení

7. Náhodné procesy

8. Langevinova rovnice

9. Brownův pohyb

10. Simulace brownovské dynamiky

11. Aplikace I: Difuzně řízená vazba ligandu na protein

12. Aplikace II: Dynamika nukleosomu a chromatinového vlákna

13. Aplikace III: Pohyb a interakce biomolekul v buňce

14. Aplikace IV: Brownovské simulace nanostruktur DNA a RNA

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Lankaš Filip doc.Ing. Ph.D. (16.02.2018)

Základní kursy matematiky, fysikální chemie, biochemie a molekulového modelování.

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Lankaš Filip doc.Ing. Ph.D. (16.02.2018)

Podmínkou zápočtu je aktivní účast na přednáškách a cvičeních. Zkouška je ústní.

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Účast na přednáškách 1 28
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 0,5 14
Příprava na zkoušku a její absolvování 2 56
Účast na seminářích 0,5 14
4 / 4 112 / 112