Cilji in kompetence
Cilj tega predmeta je usposobiti študente za implementacijo, analizo in vrednotenje kombinatoričnih algoritmov in njihove aplikacije iz vidika podatkovnih struktur in podatkovnih baz pri reševanju, analizi in vizualizaciji specifičnih praktičnih problemov, kot sta, na primer, primerjava verig DNK v genomiki ali napovedovanje 3D strukture proteinov v farmacevtski industriji.
Vsebina
-
• Uvod: kaj je bioinformatika, raba računalnikov v biologiji, izzivi za računalničarje v biologiji, osnovni pojmi molekularne biologije.
• Aplikacije in tržni aspekti bioinformatike: vizualizacija zaporedij, vizualizacija in analiza 3D struktur, raziskave zdravil, genetska osnova bolezni, personificirana medicina, gensko pogojeno diagnosticiranje, pravni, etični in tržni vidiki bioinformatike.
• Pridobivanje bioinformacijskih podatkov: eksperimentalni viri, javno dostopne podatkovne baze, analitične tehnike pridobivanja podatkov, nove tehnologije.
• Algoritmi v bioinformatiki: klasifikacija ključnih algoritmov bioinformatike glede na strategijo načrtovanja algoritmov, analiza zaporedij, iskanje podzaporedij v daljših zaporedjih, poravnava zaporedij, napoved lastnosti proteinov, napovedovanje genov, določanje sekvenca DNK, algoritmi računalniške geometrije v bioinformatiki.
Metode poučevanja in učenja
Predavanja,
računalniške vaje
projekt
Predvideni študijski rezultati - znanje in razumevanje
Po zaključku tega predmeta bo študent sposoben
• izkazati razumevanje ciljev aktualnega in atraktivnega interdisciplinarnega področja bioinformatike,
• identificirati nove izzive za računalničarje v biologiji,
• uporabiti orodja za vizualizacijo in analizo 3D molekulskih struktur,
• navesti, klasificirati in sestaviti osnovne algoritme bioinformatike,
načrtovati in sestaviti posamezne algoritme računalniške geometrije v bioinformatiki
Predvideni študijski rezultati - Prenosljive/ključne spretnosti in drugi atributi
• Spretnosti komuniciranja: pisno izražanje pri pisnem izpitu, ustno izražanje pri zagovoru laboratorijskih vaj in predstavitvi opravljenega raziskovalnega projekta, pisanje poročila o opravljenem projektu.
• Uporaba informacijske tehnologije: programiranje osnovnih algoritmov bioinformatike, uporaba javno dostopnih zbirk bioloških podatkov, uporaba orodij za analizo in vizualizacijo 3D struktur.
• Reševanje problemov: samostojno delo na projektu, iskanje želenih bioloških podatkovnih vzorcev v javno dostopnih podatkovnih zbirkah.
Temeljni literatura in viri
• Cormen, T. H., Leiserson, C. E., Rivest, R. L., & Stein, C. (2022). Introduction to algorithms (4th ed., p. XX, 1291). The MIT Press.
• Jones, N. C., & Pevzner, P. (2004). An introduction to bioinformatics algorithms (p. XVIII, 435). MIT Press.
• Mongus, D. (2022). Izbrani kombinatorični algoritmi bioinformatike: učno gradivo. Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in
informatiko. https://dk.um.si/IzpisGradiva.php?id=83174
Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti
Ni pogojev
Podrobnosti o izvedbi in ocenjevanju Opomba:
Pisni izpit se lahko nadomesti s kolokviji v enakem deležu 50 %
