Bioinformatica

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Objectivos, Programa, Docente

Objectivos

Pretende-se que o aluno:

Programa

  1. Problemas Computacionais em Biologia Molecular

  2. Revisão dos Conceitos Fundamentais da Biologia Molecular

    1. DNA

    2. Proteínas

    3. Bases de Dados

  3. Alinhamento de Pares de Sequências

    1. Homologia

    2. Alinhamento Globais: Algoritmo de Needleman e Wunsch

    3. Alinhamento Locais: Algoritmo de Smith e Waterman

    4. Alinhamento para Funções de Penalização Afins

    5. Métodos Heurísticos: BLAST

    6. Modelos para Alinhamentos: BLOSUM

  4. Alinhamentos Múltiplos

    1. Avaliação de Alinhamentos Múltiplos

    2. Alinhamento em Estrela

    3. Alinhamento em Árvore: Clustal-W

  5. Árvores Filogenéticas

    1. Métodos de Construção

    2. UPGMA

    3. Junção de Vizinhos

    4. Parcimónia

    5. Branch & Bound

  6. Modelos Probabílisticos

    1. Conceitos Básicos de Probabilidade

    2. Cadeias de Markov

    3. Aplicações: Encontrar Genes

    4. HMMs

    5. Aprendizagem de HMMs: “Forward-Backward”

    6. Aplicações: Profile HMMs

  7. Expressão de Genes

    1. Clustering Hierárquico

    2. Clustering por K-Médias

    3. Clustering EM

  8. Estrutura de Proteínas

    1. Níveis de Descrição

    2. Modelação Por Homologia

    3. Threading

  9. Novas Áreas

    1. Biologia Comparativa

    2. Biologia de Sistemas

    3. Ontologias

    4. Medicina Molecular

Docente

Aulas

Esquema Previsto de Aulas

: Introdução à cadeira

: Alinhamento de Sequências

: Alinhamento de Sequências/BLAST

: Alinhamento Múltiplo de Sequências

: Árvores Filogenéticas

: HMMs

: Clustering

: High Throughput

: TBA

: TBA

: Apresentação de Trabalhos

: Teste

Avaliação e funcionamento das aulas

  1. Mini Trabalhos: 2x3 Valores

  2. Monografia: 8 Valores

  3. Teste: 6 Valores

O teste do ano passado está aqui.

Mini Trabalhos

A entrega consiste num arquivo zip ou tar a enviar por mail para vsc AT dcc.fc.up.pt com o subject BIOINFO: Mini-Trabalhos. O arquivo zip deverá conter o código e um pequeno relatório de 1 ou 2 páginas por trabalho descrevendo a implementação, e dando exemplos.

1. Contagem de nucleotídeos:

    * Selecione uma bactéria e um eucarionte para os quais o genoma foi sequenciado.

    * Compute os totais de nucleotideos no genome e no material codificador.

    * Conte os nu ́meros de transicões:

    * Estime as probabilidades

    * Implementaãao de Algoritmos de Programaçao Dinˆamica:

    + Implemente alinhamentos locais e globais


2. Implemente acesso a um servidor WEB para BLAST, que deverá:

    + usar serviços web no EBI, NCBI, e servidor local (opcional)

    + permita várias fontes para a sequência de interrogacão.

    + comunicar com os 3 servidores.

    + Se um dos servidores discordar do outros, escreve várias respostas.

    + Se um servidor demorar mais, escreve as outras respostas.

3. Implementação de HMMs:

    + Implemente os Algoritmos de Viterbi e de Forward para HMMs.

    + Tente aplicar estes algoritmos num gene simples usando EColi

    + Como treinar os algoritmos?

4. Implementacão de Arrvores Filogeéticas:

    * Implemente junção e B&B+Fitch/Sankoff

    + Tente aplicar estes algoritmos numa família de proteínas PDB

Artigos de Investigação

Os seguintes artigos não são um estudo exaustivo da área, mas tentam mostrar algumas áreas recentes de interesse:

Apresentações de Alunos

No ano de 2012/2013 foram recebidas as seguintes apresentações:

Algumas Monografias:

Sumários das aulas teóricas

Sumários estarão disponíveis no sigarra.

Bibliografia e material complementar

Slides do Curso

Slides do Curso

Livros recomendados

Material de Apoio

Cursos Relacionados

Variado

Temas Não Cobertos