Bioinformatik och genomanalys, 7,5 hp

Innehåll

Kursen ges på svenska och/eller engelska. Kursen omfattar teori och praktiska laborationsmoment. Kursen kombinerar biologiska, matematiska och programmerings färdigheter för att ge kunskap om de vanligaste bioinformatiska verktygen samt förståelse för användning av biologiska databaser. Eftersom de moderna bioinformatiska metoderna genererar nya kunskaper som kan ge upphov till etiska problemställningar diskuteras dessa under kursen.

Den inledande delen av kursen ägnas åt introduktion till olika offentliga databaser, databasorganisation, sekvenshämtning och hantering t.ex. jämförelser av proteinsekvenser för att hitta likheter till homologa proteiner i olika organismer. Denna del omfattar även s.k. High Throughput Sekvenserings teknologier, genmappningsprojekt och fylogenetisk rekonstruktion.

Därpå följer en introduktion till hantering och integrering av biologisk information såsom genregleringsanalyser och nätverksanalys som är viktiga verktyg för att förstå förändringar i genuttryck i en systembiologiskt ansats.
Vidare analyseras peptidsekvenser med hjälp av kemometri- och multivariatmetoder för att ge förståelse av komplexa, strukturella egenskaper hos biologiska molekyler.
Därefter undersöks proteinsekvenser med hänsyn till funktionella och 3D strukturella motiv och hur mutationer påverkar proteiners stabilitet och funktion för att fördjupa förståelse av komplexa, strukturella egenskaper hos biologiska makromolekyler som sedan kan appliceras vid datorbaserad design av läkemedel. Slutligen fördjupas teori och metoder för att skapa tredimensionella proteinstrukturer genom s.k. homologimodellering, vilket är ett viktigt komplement till experimentella metoder.

Förväntade studieresultat

Efter avslutad kurs ska studenterna kunna:
- visa kunskap om hur primär biologisk information skapas av de olika storskaliga -omics projekten som genomics, proteomics, metabolomics, structural genomics, mfl. och kunna hantera och manipulera biologiskt information t.ex. i form av DNA/RNA- och proteinsekvenser i de mest vanliga filformaten.
- använda kunskap om hur databaser med biologisk information är uppbyggda för att självständigt genomföra databassökningar och bedöma kvalitén av sökresultaten.
- tillämpa teoretiska kunskaper om s.k. "scoring" matriser (sekvensjämförelsematriser) och algoritmer för parvis och multipla sekvensjämförelse för att kunna använda de vanligaste sekvensjämförelseprogrammen, kunna bedöma och tolka sekvensjämförelseresultat samt de fylogenetiska samband som kan fås från sekvensjämförelser.
- kunna analysera stora datamängder bl. a. med hjälp av kemometriska metoder och ge exempel på hur man skapar och bedömer interaktionsnätverk samt exemplifiera hur detta kan användas för att dra slutsatser om samband inom systembiologin.
- kunna översätta biologiska problem till algoritmer och sedan skriva kod till fungerande datorprogram som löser dessa problem på ett bioinformatiskt sätt.
- hantera, manipulera och kunna analysera 3D proteinstrukturer för strukturjämförelser och 3D homologimodellering och för att förklara hur proteinstrukturer används i samband med läkemedelsdesign.
- genomföra ett bioinformatikprojekt på egen hand; välja rätt databas-, rätt program och optimala parametrar, samt kunna kritiskt bedöma kvalitén av sökresultat.

- ge exempel på och kunna diskutera etiska frågor relaterade till den nya kunskap som bioinformatiken genererar.

Behörighetskrav

Univ: 7.5 hp kemometri, 7.5 hp strukturbiologi, samt 7.5 hp Programmeringsteknik. Engelska A från gymnasieskolan. Eller motsvarande kunskaper.

Undervisningens upplägg

Den inledande delen av kursen omfattar föreläsningar, lektioner, seminarier, gruppdiskussioner, demonstrationer och laborationer. Den avslutande delen omfattar projektarbete/hemtentamen med inlagda stödföreläsningar. Laborationer och projektarbete/hemtentamen är obligatoriska moment.

Examination

Examinationen av kursens teoretiska och praktiska delar består av skriftliga labbrapporter, ett projektarbete/hemtentamen och en skriftlig teoritentamen. För att bli godkänd på hela kursen, krävs att samtliga prov och obligatoriska moment är godkända.
Kunskapsredovisningen sker i två delar; genom ett projektarbete/hemtentamen (som omfattar 3-4 dagar) där studenterna ska lösa mer omfattande bioinformatiska problem samt en skriftlig teoritentamen vid kursens slut. Projektarbete/hemtentamen och teoritentamen har samma vikt för slutbetyget och betygssätts separat. För slutbetyg sammanräknas resultaten från projektarbete/hemtentamen och teoritentamen (antal erhållna poäng på resp. tentamen). För studenter på tekniska utbildningar ges slutbetygen Underkänd, Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). För studenter på naturvetenskapliga utbildningar ges slutbetygen VG Väl godkänd, G Godkänd, eller U Underkänd.

Studerande som godkänts i ett prov får inte undergå förnyat prov för att få ett högre betyg. För studerande som inte blivit godkända vid ordinarie provtillfälle, erbjuds ytterligare provtillfällen enligt ett fastställt tentamensschema. Studerande som två gånger underkänts i prov, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till styrelsen för Institutionen för molekylärbiologi. 

TILLGODORÄKNANDE
Prövning om tidigare utbildning eller verksamhet kan tillgodoräknas beslutas av respektive programansvarig i samråd med kursansvarig institution.