Организация и функционирование молекулярно-генетических систем III: методы анализа генетических текстов



Куратор курса:к.б.н. Левицкий Виктор Георгиевич

I. Организационно-методический раздел. Цели и задачи курса.

Требования к уровню освоения содержания курса

Формы контроля

II. Содержание дисциплины. Содержание отдельных разделов и тем

Ресурсы

Примерные контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

Образцы вопросов для подготовки к экзамену.

III. Учебно-методическое обеспечение дисциплины. Список основной и дополнительной литературы

Лекции

I. Организационно-методический раздел

Цели и задачи курса:

Дисциплина  предназначена для ознакомления студентов с современными представлениями об основных методах представления и анализа данных в информационной биологии.
Целью курса является подготовка молодых специалистов для работы в научно-исследовательских организациях, занимающихся решением фундаментальных биологических проблем, экологии, медицины, охраны окружающей среды и т.д. а также проблем, решаемых на стыках биологии и таких наук как математика, информатика, физика, химия. Конкретной важной задачей является освоение студентами методов анализа генетических текстов, включая прикладные программы и интернет-ресурсы и базы данных.

Требования к уровню освоения содержания курса

По окончании изучения указанной дисциплины студент должен:

  • иметь представление о методах анализа текстовых последовательностей, типах функциональных кодов геномной ДНК, методах предсказания структуры генов эукариот;
  • знать способы представления информации в геномных базах данных, современные метода выявления и анализа функциональных кодов геномной ДНК достоинства и недостатки;
  • уметь самостоятельно делать запросы в геномные базы данных и извлекать их результаты, рассчитывать статистические характеристики, используемые для сравнения точности разных методов распознавания.

Формы контроля

Итоговый контроль. Для контроля усвоения дисциплины ученым планом предусмотрен экзамен.
Текущий контроль. В течение семестра выполняются задания, проводится тестирование в ходе занятий в комьютерных классах. Выполнение указанных видов работ является обязательным для всех студентов, а результаты текущего контроля служат основанием для выставления оценок в ведомость контрольной недели на факультете.

[Назад]

II. Содержание дисциплины

За короткий срок (1980-2000 гг.) в молекулярной генетике и информатике произошли революционные изменения, повлиявшие на весь «ландшафт» современной биологии. Началась эпоха массовой расшифровки геномов, в связи с этим появились совершенно новые направления наук на стыке биологии, математики, информатики, физики и химии. Данный не имеет аналогов в России, подобные курсы только начинают свое развитие в Москве (МГУ). В настоящее время поисковые системы сети Интернет по русскоязычным запросам, соответствующим ключевым словам курса не находят других источников, кроме методических материалов, разработанных создателями курса.

Содержание отдельных разделов и тем.

Лекции

  1. Обзор задач биоинформатики, связанных с анализом и обработкой текстовых последовательностей. Операции с последовательностями, доступ к базам и форматы данных.
  2. Обзор задач биинформатики как задач компьютерного анализа генетических текстов.
  3. Базы данных последовательностей ДНК.
  4. Определение генетического текста.
  5. Программы анализа последовательностей ДНК, РНК и белков.
  6. Сравнение последовательностей. Дот-матрица для сравнения последовательностей.
  7. Выравнивание последовательностей с помощью динамического программирования.
  8. Поиск локального выравнивания последовательностей.
  9. Множественное выравнивание последовательностей.
  10. Предсказание вторичной структуры РНК.
  11. Установление эволюционных взаимосвязей по последовательностям.
  12. Поиск гомологии в базах данных.
  13. Методы FASTA и BLAST для поиска в базах данных.

Семинары

Использование баз данных в сети Интернет. Использование систем ENTREZ NCBI и EMBLдля поиска литературы и поиска последовательностей из банков данных.

Ресурсы

  1. NCBI (Natl Center Biotech Information) — GenBank: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
  2. EBI (European Bioinformatics Institute) — EMBL: http://www.ebi.ac.uk/
  3. ENTREZ: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi
  4. PUBMED: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed

Примерные контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

  1. EMBL – формы логических запросов, форматы представления последовательностей, описания полей базы.
  2. Способы и методика работы с программами выравнивания BLAST, BLAST2. работа с конкретной парой примеров.

Образцы вопросов для подготовки к экзамену

  1. Обзор задач биоинформатики, связанных с анализом и обработкой текстовых последовательностей. Операции с последовательностями, доступ к базам и форматы данных
  2. Перечислить основные задачи компьютерного анализа генетических текстов.
  3. Рассказать о методе сравнения последовательностей с помощью матрицы точечной гомологии (Дот-матрица или метод диаграмм).
  4. Понятие выравнивания последовательностей. Глобальное и локальное выравнивания, (указать отличия). Перечислить основные алгоритмы.
  5. Классификация повторов в генетических текстах по направлению, механизмам происхождения, расположению в геноме.

[Назад]

III. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Список основной и дополнительной литературы

  1. Mount D.W. Bioinformatics: Sequence and Genome Analysis. Cold Spring Harbor Laboratory Press 2001.
  2. Bioinformatics of genome regulation and structure. Ed. by N.Kolchanov and R. Hofestaedt, Kluwer Academic Publishers, Boston/Dordrecht/London, 2004.
  3. Сингер М., Берг П. Гены и геномы. Москва, “Мир”, 1998.
  4. Гены; Льюин Б.: Пер. с англ. Москва, “Мир”, 1987.

Лекции

Лекции (2021)

Название Ссылка на видео
Лекция №1. Основные ресурсы, базы и форматы данных в биоинформатике, базы EMBL и GenBank
Лекция №2. Обзор задач биоинформатики, связанных с анализом и обработкой текстовых последовательностей
Лекция №3. Типы функциональных кодов геномной ДНК
Лекция №4. Геномные базы данных (ч. 1)
Лекция №5. Геномные базы данных (ч. 2)
Лекция №6. Методы предсказания структуры генов эукариот
Лекция №7. Мета-анализ полногеномных данных
Лекция №8. Модели ССТФ на основе полногеномного картирования
Лекция №9. Поиск и сравнение мотивов
Лекция №10. Поиск и сравнение мотивов

[Назад]

Scroll to top