Современные проблемы биоинформатики и системной биологии

Куратор курса: д.б.н. профессор, академик РАН Н.А. Колчанов

	Бакалавриат	Магистратура
Аннотация рабочей программы дисциплины	Скачать	Скачать
Рабочая программа	Скачать	Скачать
Фонд оценочных средств	Скачать	Скачать
Трудоемкость дисциплины	2 З.Е. (72 ч.)
Форма промежуточной аттестации	дифференцированный зачет

Дисциплина предназначена для ознакомления студентов с современными представлениями о предмете и основных концепциях информационной биологии, объектов изучения информационной биологии, методах и алгоритмах получения, представления и анализа данных в информационной биологии

Содержание дисциплины включает изложение студентам основополагающих сведений о содержании и возможностях информационной биологии (биоинформатики), возможностях приложения методов информационной биологии, в том числе, теоретического анализа и компьютерного моделирования, к решению фундаментальных и прикладных проблем молекулярной биологии, молекулярной генетики, клеточной биологии, физиологии, биофизики, общей биологии, биомедицины, фармакологии, экологии и задач, возникающих на стыке этих наук с математикой, информатикой и физикой.

1. Дурбин Р., Эдди Ш., Крог А., Митчисон Г. Анализ биологических последовательностей // РХД, 2006 г., 480 стр.
2. Игнасимуту С., Основы биоинформатики. // М.-Ижевск: НИЦ «Регуляторная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2007. 320 стр.
3. Леск А. Введение в биоинформатику // М.: Бином. Лаб. знаний, 2009., 318 стр.

Дополнительная литература
4. Gene Regulation and Metabolism. Postgenomic Computational Approaches. Ed. By J. Collado-Vides and R. Hofestadt, A Bradford Book, The MIT Press, Cambridge, Massachusetts, London, England, 2002
5. Родин С.Н. Идея коэволюции. Новосибирск, «Наука», 1991

Перечень учебно-методических материалов по самостоятельной работе обучающихся
6. Отв. ред. Н.А. Колчанов, О.В. Вишневский, Д.П. Фурман. Введение в информационную биологию и биоинформатику: Т.2. // Н.: изд. НГУ, 2012, 252 стр.
7. Отв. ред. Н.А. Колчанов, О.В. Вишневский, Д.П. Фурман. Введение в информационную биологию и биоинформатику: Т.4. // Н.: изд. НГУ, 2012, 320 стр.

Вопрос 1. Каким открытиям и достижениям в молекулярной биологии и генетике обязана своим возникновением информационной биология?
Вопрос 2. Привести характеристики генома человека.
Вопрос 3. Назвать и охарактеризовать информационные технологии, находящие применение в биоинформатике.
Вопрос 4. Три уровня организации биологических систем) – предмет исследований информационной биологии. Перечислить основные задачи информационной биологии.
Вопрос 5. Молекулярно-информационные основы функционирования генетических самовоспроизводящихся систем.
Вопрос 6. Биологические макромолекулы (ДНК, РНК, белки), фундаментальные генетические процессы (репликация, транскрипция, трансляция), генетические сети как объекты исследований информационной биологии.
Вопрос 7. Общие понятия о методах получения молекулярно-генетических данных (расшифровки пространственной структуры белков; расшифровки (чтения) аминокислотных и нуклеотидных последовательностей; генетической инженерии, трансгенеза, клонирования; технологии ДНК-чипов).
Вопрос 8. Роль дупликаций в эволюции геномов.
Вопрос 9. Горизонтальный перенос генетической информации и его роль в ранней эволюции геномов.
Вопрос 10. Источники изменчивости генетической информации. Эпигенетическая наследственность. Стратегии адаптации генетических систем к условиям внешней среды.
Вопрос 11. Использование метода нуклеотидных замен для датировки событий молекулярной эволюции. Нейтральные мутации и теория Кимуры. Правило Холдейна.
Вопрос 12. Типы регуляторных контуров самовоспроизводящихся систем и закономерности их эволюции.
Вопрос 13.Определение генной сети и ее обязательных компонентов. Классы элементарных структур и событий, значимых для функционирования генных сетей. Типы процессов, контролируемых генными сетями. Основные элементы гипотетических генных сетей. Правила описания динамики функционирования генных сетей.
Вопрос 14. Селекс-методы для моделирования процессов молекулярной эволюции и получения молекулярных продуктов с заданными свойствами.
Вопрос 15. Технологии компьютерного моделирования биологических систем..
Вопрос 16. Методы расшифровки (чтения) аминокислотных и нуклеотидных последовательностей; генетической инженерии, трансгенеза, клонирования; технологии ДНК-чипов

Название	Ссылка на видео
Лекция 2. Базы и банки данных в молекулярной биологии (к.б.н. Афонников Д.А.)	Доступ ограничен
Лекция 3. Большие генетические данные и введение в теорию искусственного интеллекта	Доступ ограничен
Лекция 4. Исследование полногеномной экспрессии генов: экспериментально-компьютерные подходы (к.б.н. Землянская Е.В.)	Доступ ограничен
Лекция 5. РНК: структура, функции, эволюция (к.ф.-м.н. Титов И.И.)	Доступ ограничен
Лекция 6. Генные сети: реконструкция и анализ (к.б.н. Иванисенко В.А.)	Доступ ограничен