Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa - Agrobioinżynieria (S1)

Sylabus przedmiotu Narzędzia informatyczne w bioinżynierii:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Agrobioinżynieria
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł —
Przedmiot Narzędzia informatyczne w bioinżynierii
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin
Nauczyciel odpowiedzialny Paweł Milczarski <Pawel.Milczarski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 5,0 ECTS (formy) 5,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny — Grupa obieralna —

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW6 30 3,00,70egzamin
laboratoriaL6 30 2,00,30zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawowe zagadnienia z zakresu biologii molekularnej, genetyki, biochemii i inżynierii genetycznej.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z najważniejszymi narzędziami informatycznymi usprawniającymi analizy w bioinżynierii.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Klasyczne analizy sekwencji. Konwersja DNA do RNA i RNA do DNA. Translacja do białek. Znajdowanie otwartych ramek odczytu. Ekstrakcja i łączenie wybranej sekwencji. Adnotacje z GFF/GTF/GVF. Wydzielanie adnotacji2
T-L-2Klasyczne analizy sekwencji. Poszukiwanie motywów powtarzalnych, wyszukiwanie wzorców tworzenie list motywów. Przycinanie sekwencji i dodawanie sekwencji do kontigów. Składanie sekwencji i przyrównywanie do referencji.2
T-L-3Analiza dopasowań sekwencji, łączenie dopasowań. Tworzenie tablic porównawczych. Podstawowe metody dopasowań: ClustalO, ClustalW, MUSCLE2
T-L-4Klasyczne metody analizy białek. Przewidywanie białka sygnałowego, helisy transmembranowej i struktury drugorzędowej. Cięcie proteolityczne. Bazy Pfam, przeszukiwanie domen Pfam. Tworzenie plotów dla antygenów i białek hydrofobicznych oraz ładunków białek.2
T-L-5Klasyczne analizy sekwencji RNA. Skanowanie lokalnej struktury. Przewidywanie struktury drugorzędnej, hipotezy ewaluacji struktury RNA.2
T-L-6Generowanie starterów do wybranych sekwencji. Weryfikacja struktur starterów, tworzenie spinek i cross dimerów.2
T-L-7Sekwencjonowanie nowej generacji (NGS). Import danych z różnych platform sekwencyjnych. Konwersja plików wynikowych do formatów rozpoznawalnych przez programy (fasta). Parowanie czytań obustronnych, przycinanie i łączenie czytań. Usuwanie duplikatów.2
T-L-8Sekwencjonowanie NGS. Tworzenie "track list (lista ścieżek)", konwersja do i ze ścieżek. Adnotowanie ścieżek.2
T-L-9Sekwencjonowanie NGS. Składanie sekwencji de novo. Skałdanie czytań w kontigi a kontigów w skafoldy. Metody i algorytmy złożeń.2
T-L-10Sekwencje NGS. Mapowanie czytań do kontigów referencyjnych lub skafoldów referencyjnych. Metody iodentyfikacji zmienności.2
T-L-11Sekwencje NGS. Identyfikacja znanych mutacji. INDELe i warianty strukturalne. Wykrywanie i porównywanie wariantów.2
T-L-12Sekwencje NGS. Analiza RNAseq. Zbiór metadanych. Generowanie plotów PCA oraz tablic "diffential expression". Tworzenie "heat map" i zestawień przeglądu ekspresji. Diagramy Venn.2
T-L-13Mapowanie genetyczne. Dane wejściowe. Algorytmy generowania sprzężeń, kryteria doboru markerów do mapowania. Wizualizacja map genetycznych2
T-L-14Identyfikacja QTL. Dane wejściowe, moduły obliczeniowe, kryteria mapowania. Wizualizacja wyników2
T-L-15Mapowanie asocjacyjne, nierównowaga sprzężeń i selekcja genomowa. Dane wejściowe i ich przekształcanie, generowanie macierzy danych i wizualizacja wyników2
30
wykłady
T-W-1Wprowadzenie do bioinformatyki. Klasyfikacje biologiczne i nazewnictwo. Bazy danych w biologii molekularnej. Analiza struktur DNA, RNA i białek. Biologia systemowa.2
T-W-2Klasyczne metody sekwencjonowania. Sekwencjonowanie nowej generacji. Dane wynikowe, odczyty pojedyńcze i sparowane.2
T-W-3Podstawowe aspekty obliczeniowe, parowanie czytań, łączenie fragmentów, analizy porównanwcze, identyfikacja zmienności.2
T-W-4Budowa i struktura genomów, transkryptomów i proteomów. Ewolucja genomów i genomika porównawcza2
T-W-5Geny kodujące, sekwencje niekodujące i powtarzalne. Źródła polimorfizmu, polimorfizm SNP, INDEL i haplotypy.2
T-W-6Analizy transkryptomów. Sekwencjonowanie RNA (RNAseq). Wzorce ekspresyjne w różnych stadiach rozwojowych. Sieci regulatorowe, analiza ekspresji i adnotacje funkcjonalne2
T-W-7Stabilność, fałdowanie i zwijanie się białek. Charakterystyka zróżnicowania struktur białkowych. Przewidywanie i modelowanie struktur białek2
T-W-8Klasyfikacja funkcji białek. Gene Ontology (GO). Przewidywanie funkcji białka. Bazy białkowe i zasady adnotacji.2
T-W-9Szlaki metaboliczne, ewolucja i filogeneza szlaków. Sieci metaboliczne i bazy szlaków metabolicznych (KEGG).2
T-W-10Pokrewieństwo i podobieństwo genetyczne. Dopasowania sekwencji, macierze punktowe. Miary podobieństwa sekwencji, macierze PAM. Obliczanie dopasowania dwóch sekwencji.2
T-W-11Optymalizacja dopasowania dwóch i większej liczby sekwencji. Dopasowania wielu sekwencji do przeszukiwania baz danych i weryfikacji w odniesieniu do sekwencji referencyjnej. Modele Markowa2
T-W-12Filogeneza. Tworzenie drzew filogenetycznych i określanie związków filogenetycznych.2
T-W-13Mapowanie genetyczne, zasady powstawania i wizualizacji związków sprzężeniowych.2
T-W-14Identyfikacja loci cech ilościowych (QTL), nierównowaga sprzężeń.2
T-W-15Mapowanie asocjacyjne i selekcja genomowa.2
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Przygotowanie do zajęć8
A-L-3Przygotowanie do zaliczenia10
A-L-4Konsultacje2
50
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Praca samodzielna studenta21
A-W-3Przygotowanie do egzaminu20
A-W-4Konsultacje2
A-W-5Egzamin2
75

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny
M-2Ćwiczenia praktyczne z użyciem komputera

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ABI_1A_C15_W01
Student nabędzie wiedzę o zasadach analizy podstawowych struktur kwasów nukleinowych i białek.		ABI_1A_W02, ABI_1A_W03——C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-10, T-W-11, T-W-12, T-W-13, T-W-14, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-6M-1S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ABI_1A_C15_U01
Student nabierze umiejętności wykorzystywania różnych programów komuterowych dla potrzeb analiz bioinformatycznych. Zdobedzie praktyczne umiejętności pozyskiwania, przetwarzania i wizualizacji danych wynikowych.		ABI_1A_U04, ABI_1A_U06, ABI_1A_U08——C-1T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-12, T-L-13, T-L-14, T-L-15M-2S-1

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ABI_1A_C15_K01
Student udowodnia zdolność do praktycznego zastosowania wiedzy i umięjętności osobistych i społecznych do dalszego doskonalenia ich w nauce i przyszłej pracy zawodowej.		ABI_1A_K01, ABI_1A_K03——C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-10, T-W-11, T-W-12, T-W-13, T-W-14, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-6, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-12, T-L-13, T-L-14, T-L-15M-1, M-2S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ABI_1A_C15_W01
Student nabędzie wiedzę o zasadach analizy podstawowych struktur kwasów nukleinowych i białek.		2,0
3,0Student wskazuje na podstawowe zasady analiz kwasów nukelinowych i białek. Potrafi zidentyfikować podstawowe narzędzia wykorzystywane w analizie danych.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ABI_1A_C15_U01
Student nabierze umiejętności wykorzystywania różnych programów komuterowych dla potrzeb analiz bioinformatycznych. Zdobedzie praktyczne umiejętności pozyskiwania, przetwarzania i wizualizacji danych wynikowych.		2,0
3,0Student potrafi powiązać poszczególne zagadnienia teoretyczne z dostępnymi modułami oprogramowania. Potrafi wykorzystać oprogramowanie do wygenerowania danych wynikowych i ich wizualizacji
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ABI_1A_C15_K01
Student udowodnia zdolność do praktycznego zastosowania wiedzy i umięjętności osobistych i społecznych do dalszego doskonalenia ich w nauce i przyszłej pracy zawodowej.		2,0
3,0Student nabywa umiejętność kreatywności w doborze oprogramowania do potrzeb analitycznych
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Arthur Lesk, Wprowadzenie do bioinformatyki, PWN, Warszawa, 2020, ebook

Literatura dodatkowa

  1. Sarah J. Aerni, Marina Sirota, A Bioinformatics Guide for Molecular Biologists, Cold Spring Harbor Laboratory Press,U.S., 2014, język angielski

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Klasyczne analizy sekwencji. Konwersja DNA do RNA i RNA do DNA. Translacja do białek. Znajdowanie otwartych ramek odczytu. Ekstrakcja i łączenie wybranej sekwencji. Adnotacje z GFF/GTF/GVF. Wydzielanie adnotacji2
T-L-2Klasyczne analizy sekwencji. Poszukiwanie motywów powtarzalnych, wyszukiwanie wzorców tworzenie list motywów. Przycinanie sekwencji i dodawanie sekwencji do kontigów. Składanie sekwencji i przyrównywanie do referencji.2
T-L-3Analiza dopasowań sekwencji, łączenie dopasowań. Tworzenie tablic porównawczych. Podstawowe metody dopasowań: ClustalO, ClustalW, MUSCLE2
T-L-4Klasyczne metody analizy białek. Przewidywanie białka sygnałowego, helisy transmembranowej i struktury drugorzędowej. Cięcie proteolityczne. Bazy Pfam, przeszukiwanie domen Pfam. Tworzenie plotów dla antygenów i białek hydrofobicznych oraz ładunków białek.2
T-L-5Klasyczne analizy sekwencji RNA. Skanowanie lokalnej struktury. Przewidywanie struktury drugorzędnej, hipotezy ewaluacji struktury RNA.2
T-L-6Generowanie starterów do wybranych sekwencji. Weryfikacja struktur starterów, tworzenie spinek i cross dimerów.2
T-L-7Sekwencjonowanie nowej generacji (NGS). Import danych z różnych platform sekwencyjnych. Konwersja plików wynikowych do formatów rozpoznawalnych przez programy (fasta). Parowanie czytań obustronnych, przycinanie i łączenie czytań. Usuwanie duplikatów.2
T-L-8Sekwencjonowanie NGS. Tworzenie "track list (lista ścieżek)", konwersja do i ze ścieżek. Adnotowanie ścieżek.2
T-L-9Sekwencjonowanie NGS. Składanie sekwencji de novo. Skałdanie czytań w kontigi a kontigów w skafoldy. Metody i algorytmy złożeń.2
T-L-10Sekwencje NGS. Mapowanie czytań do kontigów referencyjnych lub skafoldów referencyjnych. Metody iodentyfikacji zmienności.2
T-L-11Sekwencje NGS. Identyfikacja znanych mutacji. INDELe i warianty strukturalne. Wykrywanie i porównywanie wariantów.2
T-L-12Sekwencje NGS. Analiza RNAseq. Zbiór metadanych. Generowanie plotów PCA oraz tablic "diffential expression". Tworzenie "heat map" i zestawień przeglądu ekspresji. Diagramy Venn.2
T-L-13Mapowanie genetyczne. Dane wejściowe. Algorytmy generowania sprzężeń, kryteria doboru markerów do mapowania. Wizualizacja map genetycznych2
T-L-14Identyfikacja QTL. Dane wejściowe, moduły obliczeniowe, kryteria mapowania. Wizualizacja wyników2
T-L-15Mapowanie asocjacyjne, nierównowaga sprzężeń i selekcja genomowa. Dane wejściowe i ich przekształcanie, generowanie macierzy danych i wizualizacja wyników2
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie do bioinformatyki. Klasyfikacje biologiczne i nazewnictwo. Bazy danych w biologii molekularnej. Analiza struktur DNA, RNA i białek. Biologia systemowa.2
T-W-2Klasyczne metody sekwencjonowania. Sekwencjonowanie nowej generacji. Dane wynikowe, odczyty pojedyńcze i sparowane.2
T-W-3Podstawowe aspekty obliczeniowe, parowanie czytań, łączenie fragmentów, analizy porównanwcze, identyfikacja zmienności.2
T-W-4Budowa i struktura genomów, transkryptomów i proteomów. Ewolucja genomów i genomika porównawcza2
T-W-5Geny kodujące, sekwencje niekodujące i powtarzalne. Źródła polimorfizmu, polimorfizm SNP, INDEL i haplotypy.2
T-W-6Analizy transkryptomów. Sekwencjonowanie RNA (RNAseq). Wzorce ekspresyjne w różnych stadiach rozwojowych. Sieci regulatorowe, analiza ekspresji i adnotacje funkcjonalne2
T-W-7Stabilność, fałdowanie i zwijanie się białek. Charakterystyka zróżnicowania struktur białkowych. Przewidywanie i modelowanie struktur białek2
T-W-8Klasyfikacja funkcji białek. Gene Ontology (GO). Przewidywanie funkcji białka. Bazy białkowe i zasady adnotacji.2
T-W-9Szlaki metaboliczne, ewolucja i filogeneza szlaków. Sieci metaboliczne i bazy szlaków metabolicznych (KEGG).2
T-W-10Pokrewieństwo i podobieństwo genetyczne. Dopasowania sekwencji, macierze punktowe. Miary podobieństwa sekwencji, macierze PAM. Obliczanie dopasowania dwóch sekwencji.2
T-W-11Optymalizacja dopasowania dwóch i większej liczby sekwencji. Dopasowania wielu sekwencji do przeszukiwania baz danych i weryfikacji w odniesieniu do sekwencji referencyjnej. Modele Markowa2
T-W-12Filogeneza. Tworzenie drzew filogenetycznych i określanie związków filogenetycznych.2
T-W-13Mapowanie genetyczne, zasady powstawania i wizualizacji związków sprzężeniowych.2
T-W-14Identyfikacja loci cech ilościowych (QTL), nierównowaga sprzężeń.2
T-W-15Mapowanie asocjacyjne i selekcja genomowa.2
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Przygotowanie do zajęć8
A-L-3Przygotowanie do zaliczenia10
A-L-4Konsultacje2
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Praca samodzielna studenta21
A-W-3Przygotowanie do egzaminu20
A-W-4Konsultacje2
A-W-5Egzamin2
75
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięABI_1A_C15_W01Student nabędzie wiedzę o zasadach analizy podstawowych struktur kwasów nukleinowych i białek.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówABI_1A_W02Ma poszerzoną wiedzę z zakresu metod bioinżynieryjnych, a także zna i rozumie podstawowe relacje ekologiczne w odniesieniu do biosystemów oraz produkcji rolniczej i ogrodniczej
ABI_1A_W03Ma poszerzoną wiedzę z zakresu produkcji rolniczej i ogrodniczej, możliwości stosowania w niej narzędzi genetycznych w aspekcie ich oddziaływana na środowisko
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z najważniejszymi narzędziami informatycznymi usprawniającymi analizy w bioinżynierii.
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie do bioinformatyki. Klasyfikacje biologiczne i nazewnictwo. Bazy danych w biologii molekularnej. Analiza struktur DNA, RNA i białek. Biologia systemowa.
T-W-2Klasyczne metody sekwencjonowania. Sekwencjonowanie nowej generacji. Dane wynikowe, odczyty pojedyńcze i sparowane.
T-W-3Podstawowe aspekty obliczeniowe, parowanie czytań, łączenie fragmentów, analizy porównanwcze, identyfikacja zmienności.
T-W-4Budowa i struktura genomów, transkryptomów i proteomów. Ewolucja genomów i genomika porównawcza
T-W-5Geny kodujące, sekwencje niekodujące i powtarzalne. Źródła polimorfizmu, polimorfizm SNP, INDEL i haplotypy.
T-W-10Pokrewieństwo i podobieństwo genetyczne. Dopasowania sekwencji, macierze punktowe. Miary podobieństwa sekwencji, macierze PAM. Obliczanie dopasowania dwóch sekwencji.
T-W-11Optymalizacja dopasowania dwóch i większej liczby sekwencji. Dopasowania wielu sekwencji do przeszukiwania baz danych i weryfikacji w odniesieniu do sekwencji referencyjnej. Modele Markowa
T-W-12Filogeneza. Tworzenie drzew filogenetycznych i określanie związków filogenetycznych.
T-W-13Mapowanie genetyczne, zasady powstawania i wizualizacji związków sprzężeniowych.
T-W-14Identyfikacja loci cech ilościowych (QTL), nierównowaga sprzężeń.
T-W-7Stabilność, fałdowanie i zwijanie się białek. Charakterystyka zróżnicowania struktur białkowych. Przewidywanie i modelowanie struktur białek
T-W-8Klasyfikacja funkcji białek. Gene Ontology (GO). Przewidywanie funkcji białka. Bazy białkowe i zasady adnotacji.
T-W-9Szlaki metaboliczne, ewolucja i filogeneza szlaków. Sieci metaboliczne i bazy szlaków metabolicznych (KEGG).
T-W-6Analizy transkryptomów. Sekwencjonowanie RNA (RNAseq). Wzorce ekspresyjne w różnych stadiach rozwojowych. Sieci regulatorowe, analiza ekspresji i adnotacje funkcjonalne
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student wskazuje na podstawowe zasady analiz kwasów nukelinowych i białek. Potrafi zidentyfikować podstawowe narzędzia wykorzystywane w analizie danych.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięABI_1A_C15_U01Student nabierze umiejętności wykorzystywania różnych programów komuterowych dla potrzeb analiz bioinformatycznych. Zdobedzie praktyczne umiejętności pozyskiwania, przetwarzania i wizualizacji danych wynikowych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówABI_1A_U04Potrafi wykrywać związki i zależności w procesach zachodzących w systemach rzeczywistych i na tej podstawie tworzyć modele komputerowe i przeprowadzać ich symulacje
ABI_1A_U06Potrafi pozyskiwać, przesyłać, przetwarzać dane, podsumowywać wyniki eksperymentów empirycznych, dokonywać interpretacji uzyskanych wyników i formułować wynikające z nich wnioski
ABI_1A_U08Potrafi rozwiązywać zadania i problemy z zakresu rolnictwa, ogrodnictwa i nauk o środowisku z wykorzystaniem metod oraz narzędzi inżynierskich w szczególności stosując techniki analityczne lub symulacyjne
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z najważniejszymi narzędziami informatycznymi usprawniającymi analizy w bioinżynierii.
Treści programoweT-L-1Klasyczne analizy sekwencji. Konwersja DNA do RNA i RNA do DNA. Translacja do białek. Znajdowanie otwartych ramek odczytu. Ekstrakcja i łączenie wybranej sekwencji. Adnotacje z GFF/GTF/GVF. Wydzielanie adnotacji
T-L-2Klasyczne analizy sekwencji. Poszukiwanie motywów powtarzalnych, wyszukiwanie wzorców tworzenie list motywów. Przycinanie sekwencji i dodawanie sekwencji do kontigów. Składanie sekwencji i przyrównywanie do referencji.
T-L-3Analiza dopasowań sekwencji, łączenie dopasowań. Tworzenie tablic porównawczych. Podstawowe metody dopasowań: ClustalO, ClustalW, MUSCLE
T-L-4Klasyczne metody analizy białek. Przewidywanie białka sygnałowego, helisy transmembranowej i struktury drugorzędowej. Cięcie proteolityczne. Bazy Pfam, przeszukiwanie domen Pfam. Tworzenie plotów dla antygenów i białek hydrofobicznych oraz ładunków białek.
T-L-5Klasyczne analizy sekwencji RNA. Skanowanie lokalnej struktury. Przewidywanie struktury drugorzędnej, hipotezy ewaluacji struktury RNA.
T-L-6Generowanie starterów do wybranych sekwencji. Weryfikacja struktur starterów, tworzenie spinek i cross dimerów.
T-L-7Sekwencjonowanie nowej generacji (NGS). Import danych z różnych platform sekwencyjnych. Konwersja plików wynikowych do formatów rozpoznawalnych przez programy (fasta). Parowanie czytań obustronnych, przycinanie i łączenie czytań. Usuwanie duplikatów.
T-L-8Sekwencjonowanie NGS. Tworzenie "track list (lista ścieżek)", konwersja do i ze ścieżek. Adnotowanie ścieżek.
T-L-9Sekwencjonowanie NGS. Składanie sekwencji de novo. Skałdanie czytań w kontigi a kontigów w skafoldy. Metody i algorytmy złożeń.
T-L-10Sekwencje NGS. Mapowanie czytań do kontigów referencyjnych lub skafoldów referencyjnych. Metody iodentyfikacji zmienności.
T-L-11Sekwencje NGS. Identyfikacja znanych mutacji. INDELe i warianty strukturalne. Wykrywanie i porównywanie wariantów.
T-L-12Sekwencje NGS. Analiza RNAseq. Zbiór metadanych. Generowanie plotów PCA oraz tablic "diffential expression". Tworzenie "heat map" i zestawień przeglądu ekspresji. Diagramy Venn.
T-L-13Mapowanie genetyczne. Dane wejściowe. Algorytmy generowania sprzężeń, kryteria doboru markerów do mapowania. Wizualizacja map genetycznych
T-L-14Identyfikacja QTL. Dane wejściowe, moduły obliczeniowe, kryteria mapowania. Wizualizacja wyników
T-L-15Mapowanie asocjacyjne, nierównowaga sprzężeń i selekcja genomowa. Dane wejściowe i ich przekształcanie, generowanie macierzy danych i wizualizacja wyników
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia praktyczne z użyciem komputera
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi powiązać poszczególne zagadnienia teoretyczne z dostępnymi modułami oprogramowania. Potrafi wykorzystać oprogramowanie do wygenerowania danych wynikowych i ich wizualizacji
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięABI_1A_C15_K01Student udowodnia zdolność do praktycznego zastosowania wiedzy i umięjętności osobistych i społecznych do dalszego doskonalenia ich w nauce i przyszłej pracy zawodowej.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówABI_1A_K01Jest gotów do krytycznej oceny posiadanej wiedzy oraz ma świadomość jej znaczenia w procesie rozwiązywania szeregu problemów inżynierskich i technicznych
ABI_1A_K03Jest gotów do podjęcia społecznej, zawodowej i etycznej odpowiedzialności za pełnione role zawodowe i wymagania tego do innych oraz dbałości o dorobek i tradycje zawodu
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z najważniejszymi narzędziami informatycznymi usprawniającymi analizy w bioinżynierii.
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie do bioinformatyki. Klasyfikacje biologiczne i nazewnictwo. Bazy danych w biologii molekularnej. Analiza struktur DNA, RNA i białek. Biologia systemowa.
T-W-2Klasyczne metody sekwencjonowania. Sekwencjonowanie nowej generacji. Dane wynikowe, odczyty pojedyńcze i sparowane.
T-W-3Podstawowe aspekty obliczeniowe, parowanie czytań, łączenie fragmentów, analizy porównanwcze, identyfikacja zmienności.
T-W-4Budowa i struktura genomów, transkryptomów i proteomów. Ewolucja genomów i genomika porównawcza
T-W-5Geny kodujące, sekwencje niekodujące i powtarzalne. Źródła polimorfizmu, polimorfizm SNP, INDEL i haplotypy.
T-W-10Pokrewieństwo i podobieństwo genetyczne. Dopasowania sekwencji, macierze punktowe. Miary podobieństwa sekwencji, macierze PAM. Obliczanie dopasowania dwóch sekwencji.
T-W-11Optymalizacja dopasowania dwóch i większej liczby sekwencji. Dopasowania wielu sekwencji do przeszukiwania baz danych i weryfikacji w odniesieniu do sekwencji referencyjnej. Modele Markowa
T-W-12Filogeneza. Tworzenie drzew filogenetycznych i określanie związków filogenetycznych.
T-W-13Mapowanie genetyczne, zasady powstawania i wizualizacji związków sprzężeniowych.
T-W-14Identyfikacja loci cech ilościowych (QTL), nierównowaga sprzężeń.
T-W-7Stabilność, fałdowanie i zwijanie się białek. Charakterystyka zróżnicowania struktur białkowych. Przewidywanie i modelowanie struktur białek
T-W-8Klasyfikacja funkcji białek. Gene Ontology (GO). Przewidywanie funkcji białka. Bazy białkowe i zasady adnotacji.
T-W-9Szlaki metaboliczne, ewolucja i filogeneza szlaków. Sieci metaboliczne i bazy szlaków metabolicznych (KEGG).
T-W-6Analizy transkryptomów. Sekwencjonowanie RNA (RNAseq). Wzorce ekspresyjne w różnych stadiach rozwojowych. Sieci regulatorowe, analiza ekspresji i adnotacje funkcjonalne
T-L-1Klasyczne analizy sekwencji. Konwersja DNA do RNA i RNA do DNA. Translacja do białek. Znajdowanie otwartych ramek odczytu. Ekstrakcja i łączenie wybranej sekwencji. Adnotacje z GFF/GTF/GVF. Wydzielanie adnotacji
T-L-2Klasyczne analizy sekwencji. Poszukiwanie motywów powtarzalnych, wyszukiwanie wzorców tworzenie list motywów. Przycinanie sekwencji i dodawanie sekwencji do kontigów. Składanie sekwencji i przyrównywanie do referencji.
T-L-3Analiza dopasowań sekwencji, łączenie dopasowań. Tworzenie tablic porównawczych. Podstawowe metody dopasowań: ClustalO, ClustalW, MUSCLE
T-L-4Klasyczne metody analizy białek. Przewidywanie białka sygnałowego, helisy transmembranowej i struktury drugorzędowej. Cięcie proteolityczne. Bazy Pfam, przeszukiwanie domen Pfam. Tworzenie plotów dla antygenów i białek hydrofobicznych oraz ładunków białek.
T-L-5Klasyczne analizy sekwencji RNA. Skanowanie lokalnej struktury. Przewidywanie struktury drugorzędnej, hipotezy ewaluacji struktury RNA.
T-L-6Generowanie starterów do wybranych sekwencji. Weryfikacja struktur starterów, tworzenie spinek i cross dimerów.
T-L-7Sekwencjonowanie nowej generacji (NGS). Import danych z różnych platform sekwencyjnych. Konwersja plików wynikowych do formatów rozpoznawalnych przez programy (fasta). Parowanie czytań obustronnych, przycinanie i łączenie czytań. Usuwanie duplikatów.
T-L-8Sekwencjonowanie NGS. Tworzenie "track list (lista ścieżek)", konwersja do i ze ścieżek. Adnotowanie ścieżek.
T-L-9Sekwencjonowanie NGS. Składanie sekwencji de novo. Skałdanie czytań w kontigi a kontigów w skafoldy. Metody i algorytmy złożeń.
T-L-10Sekwencje NGS. Mapowanie czytań do kontigów referencyjnych lub skafoldów referencyjnych. Metody iodentyfikacji zmienności.
T-L-11Sekwencje NGS. Identyfikacja znanych mutacji. INDELe i warianty strukturalne. Wykrywanie i porównywanie wariantów.
T-L-12Sekwencje NGS. Analiza RNAseq. Zbiór metadanych. Generowanie plotów PCA oraz tablic "diffential expression". Tworzenie "heat map" i zestawień przeglądu ekspresji. Diagramy Venn.
T-L-13Mapowanie genetyczne. Dane wejściowe. Algorytmy generowania sprzężeń, kryteria doboru markerów do mapowania. Wizualizacja map genetycznych
T-L-14Identyfikacja QTL. Dane wejściowe, moduły obliczeniowe, kryteria mapowania. Wizualizacja wyników
T-L-15Mapowanie asocjacyjne, nierównowaga sprzężeń i selekcja genomowa. Dane wejściowe i ich przekształcanie, generowanie macierzy danych i wizualizacja wyników
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
M-2Ćwiczenia praktyczne z użyciem komputera
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student nabywa umiejętność kreatywności w doborze oprogramowania do potrzeb analitycznych
3,5
4,0
4,5
5,0