Bioinformàtica
Codi: 100948 Crèdits: 3| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500253 Biotecnologia | OB | 3 | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Susana Navarro Cantero
- Correu electrònic:
- Susanna.Navarro.Cantero@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- català (cat)
- Grup íntegre en anglès:
- No
- Grup íntegre en català:
- No
- Grup íntegre en espanyol:
- No
Equip docent
- Nathalia Varejao Nogueira Da Paz
Prerequisits
No existeixen prerequisits per aquesta assignatura, però és imprescindible haver repassat els conceptes adquirits a les assignatures de "Bioquímica", "Genètica i Biologia Molecular" i "Tecnologia del DNA recombinat" impartides durant el primer i segon curs.
Són molt recomanables coneixements d'anglès.
Objectius
La matèria impartida durant aquest curs constitueix una visió introductòria a la bioinformàtica. Aquesta assignatura esta dirigida a estudiants de Biotecnologia de tercer curs (5e semestre) i correspon a un assignatura teorica de 3 crèdits. S'han definit els objectius i continguts d'aquesta assignatura tenint en compte que dins de la mateixa materia (Biologia Molecular de Sistemes) es troba la assignatura de "Genomica, Proteomica e Interactomica".
Els objectius principals són:
- Proporcionar als estudiants els coneixements bioinformàtics bàsics que els permeti tant l’ús d’eines per realitzar cerques d’informació a les bases de dades moleculars com abordar l’anàlisi computacional de seqüències i estructures d'àcids nucleics i proteïnes.
- Donar una perspectiva àmplia del potencial d'aquesta disciplina tant en l'àmbit de la recerca com en el professional.
Competències
- Adquirir nous coneixements i tècniques de forma autònoma.
- Aplicar els recursos informàtics per a la comunicació, la recerca d'informació, el tractament de dades i el càlcul.
- Buscar i gestionar informació procedent de diverses fonts.
- Buscar, obtenir i interpretar la informació de les principals bases de dades biològiques, bibliogràfiques i de patents i usar les eines bioinformàtiques bàsiques.
- Fer una presentació oral, escrita i visual d'un treball a una audiència professional i no professional, tant en anglès com en les llengües pròpies.
- Interpretar resultats experimentals i identificar elements consistents i inconsistents.
- Obtenir informació de bases de dades i utilitzar el programari necessari per a establir correlacions entre estructura, funció i evolució de macromolècules.
- Raonar de forma crítica.
- Treballar de forma individual i en equip.
Resultats d'aprenentatge
- Adquirir nous coneixements i tècniques de forma autònoma.
- Aplicar els recursos informàtics per a la comunicació, la recerca d'informació, el tractament de dades i el càlcul.
- Buscar i gestionar informació procedent de diverses fonts.
- Establir relacions estructurals, funcionals i evolutives a partir de la informació existent en les bases de dades biològiques.
- Fer una presentació oral, escrita i visual d'un treball a una audiència professional i no professional, tant en anglès com en les llengües pròpies.
- Interpretar resultats experimentals i identificar elements consistents i inconsistents.
- Obtenir, interpretar i utilitzar la informació existent en les bases de dades biològiques, bibliogràfiques, de patents, de mercats, etc.
- Raonar de forma crítica.
- Treballar de forma individual i en equip.
Continguts
Tema 1- Introducció. Bancs de dades en Biologia Molecular. Motors de cerca: Entrez i SRS. Bancs de dades primaris i secundaris. Cerca en bases de dades especialitzades. Identificació de proteïnes mitjançant cerques en bases de dades.
Tema 2- Anàlisi de la informació seqüencial del DNA. Mapes de restricció (clonatge). Disseny de sondes i d'oligonucleòtids per PCR per a la detecció i quantificació d’una seqüència, clonatge o mutagènesis dirigida. Estructura secundària de l'RNA.
Tema 3- Projectes Genoma i Navegadors genòmics. Seqüenciació, ensemblatge i anotacions de genomes. Identificació de les seqüències codificants i promotores.
Tema 4- Alineaments de seqüències. Conceptes d'homologia i similitud. Algoristmes d'alineament per parells de seqüències. Dot-Plot. Alineament global i local. Matrius de puntuació. Gaps. Cerques per similitud en bases de dades: BLAST i FASTA.
Tema 5- Multialiniaments: Creació y anàlisi de alineaments múltiples de seqüències: Alineament múltiple de seqüències. Programes d’edició i visualització. Avaluació de regions consevades de proteïnes. Disseny de sondes i d'oligonucleòtids per PCR a partir de un alineament múltiple de seqüències de proteïnes. Arbres filogenètics.
Tema 6- Proteïnes: anàlisi de la funció: identificació d’homòlegs, motius, dominis i famílies proteiques. Identificació d’homòlegs llunyans mitjançant PSI-Blast. Models estadístics que relaxen la freqüència d’un aminoàcid en una posició concreta (matrius PSSM, perfils, i model de Markov ocult HMM). Predicció de motius i dominis. Bases de dades de motius, dominis i famílies proteiques. Representació de LOGOS de motius o emprentes.
Tema 7- Proteïnes: anàlisi de l'estructura: Mètodes de predicció d’estructura de proteïnes globulars, ab-initio based, basats en homologia i xarxes neuronals. Avaluació de la fiabilitat de del mètodes de predicció. Predicció de l’estructura de proteïnes de membrana amb hèlix transmembrana i de barril beta. Predicció de “coiled-coil”. Mètodes de predicció de l’estructura terciària. El banc d’estructures PDB. Visualització i comparació d’estructures. Classificació estructural de proteïnes.
Tema 8- Proteïnes: anàlisi i predicció del plegament i agregació. Prediccions basades en seqüència, identificació de dianes terapèutiques. Prediccions basades en estructura. Redisseny de la solubilitat proteica.
Metodologia
La metodologia docent inclou dos tipus d'activitats diferenciades: classes de teoria i classes pràctiques d'aula d'informàtica. L'aprenentatge també comptarà amb estudi i resolució de proeblemes autònoms.
Classes Teòriques
Classes per transmetre els conceptes bàsics i la informació necessària per desenvolupar un aprenentatge autònom. Les classes de teoria seran no presencials i s'impartiran mitjançant suport audiovisual.
Classes de Pràctiques de laboratori d'informàtica o Problemes
Aquesta activitat es durà a terme en les aules d'informàtica de la Facultat i es realitzarà en grups de 20 alumnes aproximadament. Aquestes pràctiques s'organitzaran a partir de problemes plantejats pels professors i que l'alumne haurà de resoldre usant les diferents eines i anàlisis bioinformàtiques. Al final de cada una de les sessions els alumnes hauran de lliurar els problemes que hagin aconseguit resoldre. Aquest lliurament es farà a traves del campus virtual.
Per agilitzar les classes, els estudiants tenen a la seva disposició tutorials i material de suport al campus virtual.
L'assistència i entrega a les sessions de pràctiques és de caràcter obligatori.
Tutories
Sessions individuals o en parelles per a la resolució de dubtes relacionats amb l'assignatura. Aquest tipus d'activitat es realitzarà per petició dels alumnes.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes teòriques | 6 | 0,24 | 1, 2, 3, 4, 7 |
| Pràctiques de laboratori a l'aula d'informàtica | 20 | 0,8 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Tutories | 5 | 0,2 | 2, 3, 6, 7, 8 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi i Resolució de problemes | 40 | 1,6 | 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9 |
Avaluació
Les competències d'aquesta matèria seran avaluades mitjançant avaluació continuada. Hi haurà dos tipus de avaluació:
- proves escrites
- resolució dels problemes en les sessions de l'aula d'informàtica.
a) Proves escrites,
Consistirà en dues proves escrites (temes 1-4, part 1; temes 5-8, part 2) que constaran de preguntes curtes i/o preguntes tipus test per relacionar conceptes i resolució de problemes. Es realitzaran preferiblement a les aules d'informàtica de la Facultat, de manera que l'alumne tindrà al seu abast totes les eines bioinformàtiques necessàries per respondre a les preguntes i problemes plantejats.
El pes de cada prova serà del 35% de la nota final.
Per superar aquesta assignatura cal assolir una nota mínima de 5 sobre 10 punts en cadascuna de les proves escrites individualment. En cas de no assolir la nota mínima en una de les dos proves escrites, l'alumne s'ha de presentar a la recuperació només d'aquesta prova.
b) Resolució de problemes en les sessions de l'aula d'informàtica,
És una avaluació individual que consistirà en: avaluació continuada mitjançant el lliurament tots els problemes de laboratori, avaluació d'una pràctica proposada pels professors i entrega d'un mapa conceptual de l'assignatura.
El pes d'aquesta avaluació serà del 30% de la nota final.
La nota obtinguda en aquesta activitat d’avaluació tan sols podrà fer mitja amb la nota de les proves escrites si es superior o igual a 5 sobre 10 en cada prova escrita.
Prova de recuperació i millora de nota
Per participar a la recuperació, l'alumnat ha d'haver estar prèviament avaluat en un conjunt d'activitats el pes de les quals equivalgui a un mínim de dues terceres parts de la qualificació totalde l'assignatura o mòdul. Per tant, l'alumnat obtindrà la qualificació de "No Avaluable" quan les activitats d'avaluació realitzades tinguin una ponderació inferior al 67% en la qualificació final.
L'exàmen de recuperació, tindrà el mateix format que les proves escrites, es a dir: preguntes curtes per relacionar conceptes i resolució de problemes. També es farà en les aules d'informàtica de la Facultat en la data programada.
Millora de la quanlificació final
Els alumnes que vulguin millorar nota podran presentar-se a un exàmen de millora de nota al final del semestre, en la data i lloc programada per l'examen de recuperació. El grau de dificultat d'aquesta prova es correspondrà amb l'objectiu de la mateixa i, per tant, podrà ser superior a les altres proves escrites. L'alumne que es presenti a millorar la nota renuncia a la nota obtinguda prèviament.
La qualificació obtinguda de les pràctiques de laboratori es podrà modifcar.
Fórmula de ponderació de la nota final
Nota final= (Avaluació 1 *0.35) + (Avaluació 2 * 0.35) + (Problemes 1 * 0.15) + (Problemes 2 * 0.15)
Consideracions generals sobre l'avaluació
Per superar l'assignatura és necessari obtenir una qualificació final igual o superior a 5. La nota final s'obtindrà fent la mitja ponderada de le tres activitats d'avaluació. No es farà promig si no s'obté una nota igual o superior a 5 en les proves escrites o de recuperació. Si la nota de les proves escrites i/o de la recuperació es inferior a 5 no es podrà superar l'assignatura.
La revisió de les proves escrites es realitzarà en dia i lloc concertat,entre 1 i 7 dies hàbils de la publicació de les notes.
Els alumnes que no puguin assistir a una prova escrita per causa justificada i aportin la documentació oficial corresponent al Coordinador de Grau, tindran dret a realitzar en un altre datauna prova que podria combinar la resolució de problemes i la resposta oral a preguntes plantejades pel professar/a.
Coordinador de Grau vetllarà per la concreció d'aquesta amb el professor de l'assignatura afectada.
Qualsevol aspecte que no estigui contemplat en aquesta guia seguirà la normativa d'avaluació de la Facultat de Biociències.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Avaluació Parcial 1 | 35% | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9 |
| Avaluació Parcial 2 | 35% | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9 |
| Lliurament de problemes realitzats en les sessions de l'aula d'informàtica. | 30% | 0 | 0 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
Bibliografia
Attwood T.K. i Parry-Smith, J. 1999. Introduction to Bioinformatics Longman. UK.
Xiong, J. 2006. Essential bioinformatics. Cambridge Univ. Press.
Sheehan, D.,Physical biochemistry : principles and applications 2nd ed. Chichester: John Wilwy & Sons, 2008.
Dear, P.H., 2007. Bioinformatics, Methods Express.
Prevsner, j, 2015. Bioinformatic and functional genomics, 3rd edition. Wiley-Blackwel. ISBN 978-1-118-58178-0.
Lesk, A. 2014. Introduction to bioinformatics, 4th edition. Oxford University. ISBN: 9780199651566.