Logo UAB
2022/2023

Bioinformàtica

Codi: 101909 Crèdits: 6
Titulació Tipus Curs Semestre
2501230 Ciències Biomèdiques OB 3 2

Professor/a de contacte

Nom:
Leonardo Pardo Carrasco
Correu electrònic:
leonardo.pardo@uab.cat

Utilització d'idiomes a l'assignatura

Llengua vehicular majoritària:
espanyol (spa)
Grup íntegre en anglès:
No
Grup íntegre en català:
No
Grup íntegre en espanyol:
No

Equip docent

Angel Gonzalez Wong
Marc Gómez Autet
Claudia Llinàs del Torrent Masachs

Prerequisits

No hi ha prerequisits.

Objectius

Aquest curs introdueix els estudiants el camp de la Bioinformàtica, una especialitat que utilitza bases de dades informàtiques per emmagatzemar, recuperar i ajudar en la comprensió de la informació biològica. Els projectes de seqüenciació de genomes a gran escala així com el progrés en la determinació d'estructures tridimensionals de proteïnes han conduït a una explosió de seqüències genètiques i dades estructurals disponibles per a l'anàlisi automatitzada. A l'estudiant se li mostra com l'anàlisi de seqüències genòmiques i d'estructures de proteïnes poden conduir a una comprensió molt més completa dels processos biològics. Els estudiants seran introduïts als conceptes bàsics i eines de Bioinformàtica i de la Biologia Computacional. Les sessions pràctiques complementaran aquests coneixements, permetent els estudiants a familiaritzar-se amb els detalls i l'ús de les eines més utilitzades i recursos en línia de l'especialitat.

 

Objectius:

  • Presentació general del camp de la Bioinformàtica.
  • Iniciació als tipus de dades que són objecte d'anàlisi a Bioinformàtica i les seves bases de dades.
  • Introduir a l'ús de les eines i algoritmes comunament usats en l'especialitat.
  • Desenvolupar habilitats en la recerca, obtenció i anàlisi de seqüències i estructures de proteïnes.
  • Conèixer els aspectes més rellevants de la quimioinformàtica, amb especial èmfasi en el descobriment de fàrmacs.
  • Conèixer els conceptes d'informàtica mèdica i la integració de bases de dades genètiques i clíniques

Competències

  • Aplicar els coneixements adquirits en la planificació i la implementació de projectes de recerca, desenvolupament i innovació en un laboratori de recerca biomèdica, en un laboratori d'un departament clínic o en la indústria biomèdica.
  • Demostrar que es coneixen i es comprenen els processos bàsics de la vida en diversos nivells d'organització: molecular, cel·lular, tissular, d'òrgan, individual i de la població.
  • Treballar com a part d'un grup juntament amb altres professionals, comprendre'n els punts de vista i cooperar-hi de forma constructiva.

Resultats d'aprenentatge

  1. Identificar i aplicar metodologies d'estudi adequades per al desenvolupament de projectes d'investigació.
  2. Treballar com a part d'un grup juntament amb altres professionals, comprendre'n els punts de vista i cooperar-hi de forma constructiva.
  3. Utilitzar procediments d'anàlisi de l'estructura, les propietats i la funció de molècules i orgànuls cel·lulars

Continguts

1. Introducció al curs. Bases de dades en Bioinformàtica

  • NCBI – Entrez
  • Bases de dades bibliogràfiques
  • Seqüències de proteïnes. UniProt
  • Seqüències de nucleòtids. Genbank

2. Genòmica

  • Anotacions de genomes
  • Recerca de gens
  • Projecte Genoma
  • Navegadors genòmics
  • Projecte Encode
  • Projecte HapMap
  • Catalogue de gens humans i desordres genètics: OMIM
  • Bases de dades de SNPs
  • Estudis d'associació del genoma comple (GWAS)

3. Alineament de seqüències

  • Mètodes de comparació de seqüències
  • Matrius de substitució
  • Programació Dinàmica
  • Alineament local i global
  • Recerca per similaritat (BLAST)
  • Alineament multiple de seqüències
  • Representació de LOGOS de Seqüències
  • Alineaments progressius. Ús de CLUSTALW

4. Anàlisis filogenètiques 

5. Bioinformàtica estructural

  • Estructura secundaria de proteïnes
  • Estructura terciària de proteïnes. Interaccions moleculars
  • Mètodes experimentals pera la determinació de la estructura terciària de proteïnes. Difracció de Rayos-X i RMN. El format PDB
  • Estructura quaternària de proteïnes
  • Alineament estructural de proteïnes, cavitats moleculars, potencial electrostatic molecular
  • Membrana cel·lular, proteïnes de membrana, predicció de l'estructura secundaria i de segments de transmembrana
  • Classificació estructural de proteïnes: homòlegs, motius, dominis i famílies proteiques
  • Modelització per homologia

6. Modes de acció de fàrmacs

  • Receptors acoplats a proteïnes G
  • Cinases
  • Factors de creixement

7.  Quimioinformàtica 

  • Formats de representació d’entitats químiques. SMILES i coeficient de Tanimoto
  • Relació Estructura-Activitat. Models de farmacòfor
  • Acoblament molecular Proteïna-Lligand (Docking)
  • ADME/Tox

Metodologia

L'orientació de l'assignatura és eminentment pràctica amb la utilització de programari de bioinformàtica.

 

Classes de teoria:

Les classes teòriques s'impartiran amb la metodologia de tipus presencial -classes magistrals- encara que es possibilitarà i estimularà al màxim la interacció i participació de l'alumnat. Les classes tindran suport de medis audiovisuals.

El material utilitzat a classe pel professor estarà disponible al Campus Virtual de l’assignatura; es recomana als alumnes que’limprimeixin i el portin a classe, per utilitzar-lo com a suport a l’hora de prendre apunts.

S'animarà l'alumne a aprofundir en els coneixements adquirits en classe mitjançant la utilització de la bibliografia i programari de simulació recomanats.

 

Classes pràctiques:

Donat el caràcter i l'orientació de l'assignatura aquestes classes jugaran un paper clau en el seu desenvolupament i en l'aprenentatge de la matèria i són un punt fonamental per al correcte compliment dels objectius de l'assignatura.

A més de l'ampli ventall de recursos web de Bioinformàtica a l'abast de tothom, que estaran instal·lats a l'aula d'informàtica.

En elles l'alumne haurà de resoldre casos pràctics, prèviament seleccionats. L'aprenentatge contempla tant la introducció i manipulacióde dades, com l'ús de les principals facilitats que ofereixen els programaris seleccionats. 

Les pràctiqueses duran a terme individualment o per parelles. 

 

Projecte de recerca:

Es pretén que l'estudiant desenvolupi habilitats en la resolució d'una hipòtesi biològica utilitzant les eines i recursos bioinformàtics impartits.

Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.

Activitats formatives

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Tipus: Dirigides      
Classes Pràctiques 24 0,96
Classes Teòriques 24 0,96
Presentació Projecte Recerca 5,5 0,22
Tipus: Supervisades      
Pràctiques de consolidació i tutorizacions 10 0,4
Tipus: Autònomes      
Estudi 71 2,84
Projecte de recerca 10 0,4

Avaluació

Les competències de l’assignatura s’avaluaran segons els següents criteris:

Part teòrica-pràctica:

  • 2 exàmens parcials de coneixements teòrics-pràctics i preguntes conceptuals [proves T1 (32.5%) i T2 (32.5%)]

Part Pràctica:

  • Assistència a pràctiques i presentació dels informes corresponens [AI (15%)]
  • Elaboració i presentació d'un projecte [PJ (20%)]

 

Exàmens teòric-pràctic T 65%
       T1      32.5%
       T2      32.5%
Assistència a pràctiques i presentació dels informes corresponens  AI 15%
Elaboració i presentació projecte PJ 20%

 

  • La qualificació mínima global necessària per superar l’assignatura serà de 5 punts.
  • La part pràctica es indispensable per poder ser avaluat, si bé no hi hauran mínims.
  • Es considerarà que un estudiant obtindrà la qualificació de “No avaluable” si: la valoració de totes les activitats d’avaluació realitzades no li permeti assolir la qualificació global de 5 en el supòsit que hagués obtingut la màxima nota en totes elles.
  • Hi haurà un examen final: bé de recuperació per aquells alumnes que no superin l’assignatura, bé per els que desitgin pujar nota (amb afectació negativa). Aquest examen representarà el 65%de la nota final donatque la prart pràctica contarà el 35% restant.
  • Els alumnes repetidors podran escollir entre fer la pràctiques o no. En cas de no fer-les l'avaluació seria T1 40%, T2 40% i PJ 20%.

Activitats d'avaluació

Títol Pes Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Assistència i presentació d'informes de pràctiques 15% 1 0,04 1, 2, 3
Exàmens teòric-pràctic 65% 4 0,16 1, 3
Presentació Projecte Recerca 20% 0,5 0,02 1, 2, 3

Bibliografia

Bibliografia específica

Attwood, T.K., Parry-Smith, D.J., Introducción a la Bioinformática, Pearson Education, 2002.

 

Bibliografia de consulta

Baldi, P., Brunak, S., Bioinformatics, MITPress, 1998.

Baxebanis, A.D., Oullette, F., Bioinformatics, John Wiley & Sons, 1998.

Lesk, A. Introduction to Bioinformatics. Oxford University Press, 2005.

Waterman, M.S., Introduction to computational biology maps, sequences and genomes,Chapman & Hall/CRC, 2000.

 

Recursos d’Internet

 

http://www.nih.gov/

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/

http://www.pdb.org/

http://www.ebi.ac.uk

http://www.uniprot.org/

http://www.rcsb.org/

http://www.genomesonline.org/index

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/mapview/

http://genome.ucsc.edu/ENCODE/

http://www.genome.gov/Encode/

http://www.nature.com/encode/#/threads

http://hapmap.ncbi.nlm.nih.gov

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/

http://omim.org

http://www.1000genomes.org/home

http://www.genome.gov/

http://www.genome.gov/GWAStudies/

http://www.embl.de/

http://genes.mit.edu/GENSCAN.html

http://expasy.org/prosite/

http://prodom.prabi.fr/

http://pfam.sanger.ac.uk/

http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/

http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/

http://www.cathdb.info/

http://ekhidna.biocenter.helsinki.fi/dali_server/

http://www.vcclab.org/lab/edragon/

http://matisse.ucsd.edu/itp-bioinfo/links.html

http://sites.univ-provence.fr/~wabim/english/logligne.html

Programari

No