Wstęp do bioinformatyki i modelowania

biotechnologia
chemia
fizyka

Zakładana jest znajomość matematyki, fizyki, chemii i biologii w zakresie programu studiów licencjackich.

w sali

Wykład poświęcony technikom modelowania komputerowego i analizy układów biomolekularnych. Poruszane w trakcie wykładu zagadnienia obejmują: mechanikę i dynamikę molekularną, elementy bioinformatyki oraz komputerowo wspomaganego projektowania leków.

Zagadnienia poruszane w toku wykładu:

A) mechanika molekularna

- pola siłowe

- modele pełnoatomowe i gruboziarniste

- energia potencjalna w polach siłowych

B) metody próbkowania przestrzeni konformacyjnej

- Monte Carlo

- dynamika molekularna

- metody rozszerzonego próbkowania

C) modelowanie środowiska biologicznego

- uproszczone modele środowiska wodnego

- efekty crowdingu w układach biologicznych

D) wybrane aspekty analizy symulacji molekularnych

- analiza struktury, dynamiki i termodynamiki układów

- symulacje komputerowe na tle danych eksperymentalnych

E) zagadnienia bioinformatyki

- porównywanie sekwencji białek

- przewidywanie struktur białek

F) komputerowo wspomagane projektowanie leków

- molekularne bazy danych

- przewidywanie oddziaływań ligand-receptor

- modele QSAR

Ćwiczenia z wykorzystaniem komputerów poświęcone będą praktycznym zastosowaniom wybranych metod prezentowanych w trakcie wykładów.

Nakład pracy studenta:

- wykład - 30 godzin

- ćwiczenia - 30 godzin

- przygotowanie do zajęć i rozwiązywanie zadań domowych - 30 godzin

- przygotowanie do egzaminu - 30 godzin

razem 120 godzin

1. Andrew Leach, Molecular Modelling: Principles and Applications

2. Daan Frenkel, Berend Smit, Understanding molecular simulation

3. Arthur Lesk, Introduction to Bioinformatics

4. Mike Williamson, How proteins work

5. Aktualne odnośniki literaturowe podawane na wykładach.

(WIEDZA) w wyniku uczestnictwa w zajęciach student:

- ma podstawową wiedzę z zakresu modelowania molekularnego: mechaniki i dynamiki molekularnej, metod Monte Carlo (K_W02)

- zna podstawowe pojęcia z zakresu bioinformatyki i komputerowo-wspomaganego modelowania leków (K_W03, K_W07)

(UMIEJĘTNOŚCI) w wyniku uczestnictwa w zajęciach student:

- potrafi dobrać metodę obliczeniową do postawionego przed nim problemu naukowego (K_U02)

- potrafi (w podstawowym zakresie) korzystać z wybranych narzędzi modelowania molekularnego oraz wybranych narzędzi bioinformatycznych (K_U03)

- potrafi korzystać z wybranych molekularnych baz danych (K_U04)

(KOMPETENCJE SPOŁECZNE) w wyniku uczestnictwa w zajęciach student:

- rozumie istotę komplementarności technik eksperymentalnych i obliczeniowych współczesnej biofizyki (K_K03)

Dopuszczalna liczba nieobecności do zaliczenia przedmiotu: 2 na wykładzie i 2 na ćwiczeniach. W wyjątkowych przypadkach prowadzący mogą pozwolić na odrobienie nieobecności na ćwiczeniach na podstawie raportu z wykonanego samodzielnie ćwiczenia , a wykładu - na podstawie ustnego kolokwium.

2 pisemne kolokwia (30% całkowitej sumy punktów).

Egzamin końcowy pisemny (70% całkowitej sumy punktów).