Bioinformatik och genomanalys, 7,5 hp

Innehåll

Kursen omfattar teori och praktiska laborationsmoment.

Moment 1, teori, 5.0 hp

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.

Delmoment 2, laborationer 2.5 hp

Kursen ger träning i bioinformatik och genomanalyser arbetsmetoder.
 

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" och "structural genomics"
• visa förmåga att hantera, manipulera och analysera sådan primär biologisk information
• visa färdighet i att använda kunskap om hur databaser med biologisk information är uppbyggda för att självständigt genomföra databassökningar och bedöma kvalitén av sökresultaten
• visa förmåga att tillämpa teoretiska kunskaper om s.k. ”scoring”-matriser (sekvensjämförelsematriser) och algoritmer för parvis och multipla sekvensjämförelse vid användet av de vanligaste sekvensjämförelseprogrammen
• visa färdighet i att bedöma och tolka sekvensjämförelseresultat samt de fylogenetiska samband som kan fås från sekvensjämförelser
• visa förmåga att analysera stora datamängder med hjälp av kemometriska metoder
• visa förmåga att exemplifiera hur man skapar och bedömer interaktionsnätverk samt hur detta kan användas för att dra slutsatser om samband inom systembiologin
• visa färdighet i att översätta biologiska problem till algoritmer och skriva kod till datorprogram som löser dessa problem på ett bioinformatiskt sätt
• visa färdighet i att hantera, manipulera och analysera 3D-proteinstrukturer för strukturjämförelser och 3D-homologimodellering samt för att förklara hur proteinstrukturer används i samband med läkemedelsdesign
• självständigt genomföra ett bioinformatikprojekt och kritiskt bedöma kvalitén av sökresultat
• visa förmåga att exemplifiera och diskutera etiska frågor relaterade till den nya kunskap som bioinformatiken genererar

Behörighetskrav

20 hp från avslutade kurser i kemi varav minst 5 hp i biokemi, alternativt 20 hp från en kombination av avslutade kurser i kemi och fysik och/eller matematik, varav minst 5 hp i biokemi; 35 hp från avslutade kurser i biologi, innehållande minst 15 hp i cell- och molekylärbiologi, och minst 5 hp i vardera av molekylärgenetik och strukturbiologi; 5 hp programmeringsteknik användande programmeringsspråk som Python eller Perl; 5 hp multivariatanalys.

Undervisningens upplägg

Undervisningen sker på engelska. 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.

Undervisningsspråket är normalt engelska men undervisningen kan ske på svenska om det inte föreligger något behov av att den sker på engelska.
 

Examination

Examinationen av kursens teoretiska del består av två delar; en hemtentamen (som omfattar 3-4 dagar) där studenterna ska lösa mer omfattande bioinformatiska problem samt en skriftlig salstentamen vid kursens slut. Hemtentamen och salstentamen har samma vikt för slutbetyget och betygssätts separat. För slutbetyg sammanräknas resultaten från hemtentamen och salstentamen (antal erhållna poäng på resp. tentamen). Examinationen av den praktiska delen består av flera datorbaserade elektroniska problemlösningsövningar utförda individuellt.
För att bli godkänd på hela kursen, krävs att samtliga prov och obligatoriska moment är godkända. På laborationsdelen ges något av betygen underkänd (U) eller godkänd (G). På den skriftliga hemtentamen och salstentamen, samt på hel kurs, ges för studenter på ingenjörsprogram något av betygen underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4) och med beröm godkänd (5). För övriga studenter ges betygen underkänd (U), godkänd (G) och väl godkänd (VG).

För att uppnå betyget godkänd krävs att studenten lämnar in individuella skriftliga uppgifter inom angiven tid och att arbeten är redovisade enligt föreskrivna ramar. Vidare krävs ett aktiv deltagande i redovisningar och diskussioner. Med aktiv deltagande menas att studenten bidrar med egna inlägg, reflektioner och frågor, samt att studenten svarar på frågor ställda till studenten eller till gruppen.

Studerande som ej blivit godkänd vid ordinarie tillfälle har rätt till förnyat prov. Den som godkänts i prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg. Kurs/moment kan tenteras vid ett ordinarie tillfälle och vid ett omtentamenstillfälle inom tre månader efter ordinarie tillfälle. Vid underkänt resultat hänvisas därefter studenten till tentamen nästa gång kursen/moment ges.

Studenterna ges möjligheten att delta i en frivillig examination av teoretiska delar av kursen i form av en dugga vilken kan ge bonuspoäng som kan användas vid sammanräkningen av resultatet för den avslutande skriftliga salstentan, samt vid behov vid eventuella efterföljande omtentor eller uppsamlingstentor.

En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, 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 biträdande prefekt för institutionen för molekylärbiologi.

Tillgodoräknande
Den studerande har rätt att få prövat om tidigare utbildning eller motsvarande kunskaper och färdigheter förvärvade i yrkesverksamhet kan tillgodoräknas för motsvarande utbildning vid Umeå universitet. Ansökan om tillgodoräknande skickas in till Studentcentrum. Mer information om tillgodoräknande finns på Umeå universitets studentwebb och i högskoleförordningen (6 kap).
 

Övriga föreskrifter

I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla eller kursen slutat erbjudas.