Strukturní bioinformatika - M143013
Anglický název: Structural Bioinformatics
Zajišťuje: Ústav informatiky a chemie (143)
Platnost: od 2019
Semestr: letní
Body: letní s.:3
E-Kredity: letní s.:3
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:2/0 Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán
povolen pro zápis po webu
Garant: Vondrášek Jiří RNDr. CSc.
Lankaš Filip doc.Ing. Ph.D.
Termíny zkoušek   Rozvrh   
Anotace -
Poslední úprava: Svozil Daniel doc. Mgr. Ph.D. (26.01.2018)
Tato přednáška seznámí studenty se strukturní bioinformatikou - multioborovou disciplínou která těží ze znalosti prostorových struktur biomolekul získanými experimentálními metodami X-Ray, NMR a elektronovou mikroskopií. Jejich velký počet ve strukturních databázích (odhadem 130 000 struktur) dovoluje aplikovat kombinaci výpočetních a statistických metod k získání principů, podle kterých se tvorba prostorové struktury řídí. Tyto principy jsou poté využívány k predikci či modelování struktur, a to ve spojení s principy fyzikální chemie. Studenti budou seznámeni se základními koncepty strukturní bioinformatiky, statistickými metodami, dostupnými nástroji na analýzu a predikci.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Svozil Daniel doc. Mgr. Ph.D. (26.01.2018)

Studenti budou umět:

Zvládat základní charakteristiky klasifikace a principy tvorby prostorových struktur proteinů, DNA a RNA na fyzikálně chemickém základu.

Zvládat principy pro predikci fyzikálně-chemických vlastností proteinů a RNA na základě znalosti primární sekvence.

Zvládat principy predikčních algoritmů pro sekundární struktury proteinů a RNA, jejich tvorbu a srovnání jejich přesnosti.

Chápat a prakticky provádět predikci prostorového uspořádání biomolekul založenou na rozdílných principech - homologní modelování, threading a ab initio metody.

Orientovat se v různých primárních databázích struktur biomolekul a tzv. knowledge-based databázích.

Popsat a charakterizovat tvorbu mezimolekulových komplexů, statistické zpracování interakcí biomolekul a výpočetní metody pro mezimolekulární docking.

Literatura -
Poslední úprava: Svozil Daniel doc. Mgr. Ph.D. (04.11.2018)

Z: Sokol A., Ab initio predikce struktury membránových proteinů, PřF UK, Bc. práce, 2016, https://is.cuni.cz/webapps/zzp/detail/143778/

Z: Filippi M., Predikce sekundární struktury proteinu pomocí hlubokých neuronových sítí, MFF UK, dipl. práce, 2017, https://dspace.cuni.cz/handle/20.500.11956/90584

Z: Havrila M., Struktura a dynamika RNA, dipl. práce, MU Brno, 2012, https://is.muni.cz/th/bj1ru/

Z: Klímová M., Predikce sekundární struktury RNA sekvencí, dipl. práce, VUT Brno, 2015, https://www.vutbr.cz/studenti/zav-prace?zp_id=84425

Z: Jenny Gu, Phylip Bourne: Structural Bioinformatics, Wiley-Blackwell 2009

D: Thomas Hamelryck,‎ Kanti Mardia,‎ Jesper Ferkinghoff-Borg: Bayesian Methods in Structural Bioinformatics (Statistics for Biology and Health), Springer 2012

D: Stephen Neidle: Principles of Nucleic Acid Structure, Elsevier 2008

D: Andrew D. Bates,‎ Anthony Maxwell, M. Zvelebil, J. Baum: Understanding Bioinformatics, Oxford University Press 2007

D: Christina Marshall: Structural Bioinformatics Handbook, Syrawood Publishing House 2016

Studijní opory -
Poslední úprava: Svozil Daniel doc. Mgr. Ph.D. (26.01.2018)

Online materiály k přednášce na http://bioinfo.uochb.cas.cz/teaching.html

Training kursy: https://www.ebi.ac.uk/training/events/2017/structural-bioinformatics-1

SIB training portal: https://edu.isb-sib.ch

Bioinformatics tutorials: http://beckerinfo.net/bioinformatics/bioinformatics-tutorials-2/

Sylabus -
Poslední úprava: Svozil Daniel doc. Mgr. Ph.D. (26.01.2018)

1. Proteiny - základní charakterizace, stavební prvky

2. Databáze proteinů – strukturní, knowledge-based

3. Predikce vlastností proteinů založené na znalosti sekvence

4. Predikce sekundární struktury proteinů, její význam, metody

5. Sbalování proteinů – principy, experimentální metody, proteinový kód

6. Predikce terciární struktury proteinů – homologní modelování

7. Predikce terciární struktury proteinů – threading

8. Predikce terciární struktury proteinů – ab initio metody

9. Metody pro mapování a predikci protein-protein interakce

10. Proteiny - případová studie

11. Struktura DNA a její kvantitativní popis

12. Základní charakteristiky motivů RNA

13. Strukturní databáze nukleových kyselin

14. Nukleové kyseliny - případová studie

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Svozil Daniel doc. Mgr. Ph.D. (26.01.2018)

Molekulární biologie/genetika, Biochemie, Fyzikální chemie, Molekulové modelování

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Svozil Daniel doc. Mgr. Ph.D. (26.01.2018)

Zkouška sestává z písemné a ústní části.

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Účast na přednáškách 1 28
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 1 28
Příprava na zkoušku a její absolvování 1 28
3 / 3 84 / 84
Hodnocení studenta
Forma Váha
Zkouškový test 50
Ústní zkouška 50