Studenti budou umět:

Zvládat základní principy vyhodnocení podobnosti a homologie sekvencí nukleových kyselin a proteinů.

Zarovnávat sekvence nukleových kyselin a proteinů a vyhledávat je v sekvenčních databázích.

Provádět fylogenetickou analýzu a konstruovat fylogenetické stromy podchycující vztahy např. mezi různými organismy na základě analýzy sekvencí jejich DNA.

Chápat principy predikce genů a jejich struktury a analyzovat transkriptomická data získaná pomocí DNA čipů.

Porozumí základním principům výstavby a predikce strukury nukleových kyselin a proteinů.

Students will know:

Basics principles of the sequence similarity and homology.

Sequence alignment and sequence database searching.

Molecular phylogenetic analysis.

Prediction of genes and their structure.

Analysis of DNA microarrays data.

Nucleic acids and proteins structure and its prediction.

Zápočet: praktický projekt a protokol o jeho řešení

Zkouška: písemný test

A credit: a practical project + a protocol

An exam: a written test

Z:V. Zvárová a kol., Biomedicínská informatika V. - Metody molekulární biologie a bioinformatiky, Karolinum 2013, ISBN 978-80-246-2150-0

Z:A. Lesk, Introduction to Bioinformatics, Oxford University Press 2014, ISBN 9780199651566

D:P. M. Selzer a kol., Applied Bioinformatics: An Introduction, Springer 2018, ISBN 3319682997

D:J. Pevsner, Bioinformatics and Functional Genomics, Wiley 2017, ISBN 9788126567683

R:A. Lesk, Introduction to Bioinformatics, Oxford University Press 2014, ISBN 9780199651566

A:P. M. Selzer a kol., Applied Bioinformatics: An Introduction, Springer 2018, ISBN 3319682997

A:J. Pevsner, Bioinformatics and Functional Genomics, Wiley 2017, ISBN 9788126567683

Zápočet: praktický projekt

Zkouška: písemný test

A credit: a practical project

An exam: a written test

1. Genomika, mapování a sekvenování genomu, projekt lidského genomu

2. Párové zarovnávání sekvencí - homologie a podobnost, základní principy zarovnávání

3. Párové zarovnávání sekvencí - skórování, substituční matice PAM a BLOSUM, bodový graf

4. Prohledávání sekvenčních databází, BLAST

5. Násobné zarovnávání sekvencí - skórování a konstrukce

6. Pozičně specifické substituční matice, profily a skryté Markovovy modely, PSI-BLAST

7. Molekulární fylogenetická analýza - molekulární evoluce, fylogenetické stromy, evoluční modely

8. Molekulární fylogenetická analýza - metody konstrukce fylogenetických stromů, vyhodnocování kvality fylogenetických stromů

9. Detekce genů v eukaryotech a prokaryotech, predikce intronů a exonů

10. DNA čipy, analýza genové exprese

11. Struktury biomakromolekul - Protein Databank, klasifikace proteinových struktur - SCOP a CATH

12. Predikce sekundární struktury proteinů ze sekvence

13. Predikce terciární struktury proteinů - homologní modelování, threading, ab initio predikce, CASP

14. Struktura RNA a její predikce

1. Genomics, genome mapping and sequencing, human genome project

2. Pairwise sequence alignment - homology and similarity, basic principles of alignment

3. Pairwise sequence alignment - scoring, substitution matrices PAM and BLOSUM, dot plot

4. Searching in sequence databases, BLAST

5. Multiple sequence alignment - scoring and creation

6. Position specific substitution matrices, profiles and Hidden Markov Models, PSI-BLAST

7. Molecular phylogenetic analysis - molecular evolution, phylogenetic trees, models of evolution

8. Molecular phylogenetic analysis - methods of phylogenetic trees construction, evaluationg phylogenetic trees

9. Gene detection in eukaryotes and prokaryotes, prediction of introns and exons

10. DNA microarrays, gene expressionanalysis

11. Structure of biomacromolecules - Protein Databank, protein structure classification - SCOP and CATH

12. Prediction of the secondary protein structure

13. Prediction of the tertiary protein structure - homology modeling, threading, ab initio methods, CASP

14. RNA structure and its prediction

Přednáška (video i slidy) "Computational molecular biology" na Stanfordu: http://biochem218.stanford.edu/

Videokurs "DNA/Protein Sequence Analysis" od Amy Denton na iTunes: https://itunes.apple.com/itunes-u/dna-protein-sequence-analysis/id472584215?mt=10

Videokurs "Skiena's Computational Biology Lectures" je zaměřen více na to, jak fungují bioinformatické algoritmy než jak je používat: http://www.algorithm.cs.sunysb.edu/computationalbiology/

Kniha "Applied Statistics for Bioinformatics using R", Wim P. Krijnen - http://cran.r-project.org/doc/contrib/Krijnen-IntroBioInfStatistics.pdf

Lecture (video and slides) "Computational molecular biology" at Stanfordu: http://biochem218.stanford.edu/

Videocourse "DNA/Protein Sequence Analysis" by Amy Denton at iTunes: https://itunes.apple.com/itunes-u/dna-protein-sequence-analysis/id472584215?mt=10

Videocourse "Skiena's Computational Biology Lectures" is focused on how the algorithms work than on how to use them: http://www.algorithm.cs.sunysb.edu/computationalbiology/

Book "Applied Statistics for Bioinformatics using R" by Wim P. Krijnen - http://cran.r-project.org/doc/contrib/Krijnen-IntroBioInfStatistics.pdf

Molekulární biologie/genetika, Biochemie

Molecular Biology/Genetics, Biochemistry