Home Teaching - Bioinformatics December 07, 2021   

Bioinformática

Objetivo general
  • El objetivo de este curso es que el estudiante adquiera los conocimientos y habilidades necesarios para efectuar el análisis computacional de datos biológicos, con el fin de enunciar predicciones funcionales o estructurales sobre los mismos. Para ello durante el curso se abordarán las principales áreas de la Bioinformática: bases de datos biológicas, alineamiento de secuencias, predicción de genes y promotores, filogenética molecular, bioinformática estructural, genómica y proteómica.
Contenido temático
  • Introducción a la Bioinformática
  • Bases de datos biológicas
  • Alineamiento de secuencias
  • Predicción de genes y promotores
  • Filogenética molecular
  • Bioinformática estructural
  • Genómica y proteómica
Lineamientos de evaluación
  • Tareas y trabajos de investigación, 50%
  • 3 exámenes, 15%
  • Proyecto final, 35%
Bibliografía
  • Jin Xiong. Essential Bioinformatics. Cambridge University Press, 1st edition (March 13, 2006), ISBN-10: 0521600820.
  • Neil C. Jones and Pavel A. Pevzner. An Introduction to Bioinformatics Algorithms. The MIT Press; 1st edition (August 1, 2004), ISBN-10: 0262101068.
  • Cynthia Gibas and Per Jambeck. Developing Bioinformatics Computer Skills. O'Reilly Media, Inc., 1st edition (April 15, 2001), ISBN-10: 1565926641.
Calendario de exámenes
Examen Fecha Temas
1 18/06/13
  • Conceptos básicos de biología molecular
  • Bases de datos biológicas
  • Alineamiento de pares de secuencias
  • Búsqueda de similitud en bases de datos
  • Alineamiento múltiple de secuencias
2 11/07/13
  • Perfiles y modelos ocultos de Markov
  • Predicción de motivos y dominios en proteínas
  • Predicción de genes
  • Predicción de promotores y elementos reguladores
3 13/08/13
  • Conceptos básicos de filogenética molecular
  • Construcción de árboles filogenéticos
  • Bioinformática estructural, predicción de estructuras de proteínas y ARN
  • Mapeo, ensamble y comparación de genomas
  • Genómica funcional

Material de clase
Sesión Fecha Tema Material
14/05/13 Presentación del curso
1 16/05/13 Introducción a la Bioinformática
2 21/05/13 Conceptos básicos de biología molecular, I
Tarea 1: Leer el siguiente artículo, elegir dos temas de los abordados e investigar un artículo relacionado con cada tema para preparar una síntesis (en Latex).

Jacques Cohen, Bioinformatics: An introduction for computer scientists. ACM Computing Surveys, Volume 36, Issue 2, pages 122-158 (June 2004).

Fecha de entrega: 28 de mayo antes de las 12h00
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3 23/05/13 Conceptos básicos de biología molecular, II
Lecturas recomendadas:
  • Secciónes 3.8 a 3.11 del libro de Jones y Pevzner, An Introduction to Bioinformatics Algorithms (ver diapositivas 4 y 5 de la presentación del curso)
  • El libro de Gonick y Wheelis. The Cartoon Guide to Genetics
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4 28/05/13 Bases de datos biológicas
5 30/05/13 Alineamiento de pares de secuencias
Lectura recomendada:
  • Páginas 38 a 49 del libro de Xiong, sobre Penalización de huecos, Matrices de puntajes y Validez estadística del alineamiento de secuencias
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Tarea 2: Implemente en el lenguaje de su preferencia el algoritmo de programación dinámica para alineamiento de pares de secuencias visto en clase. El algoritmo recibe como entrada dos secuencias (posiblemente de longitudes diferentes) tomadas de una BD biológica disponible en Internet, una matriz de puntajes y regresa el mejor alineamiento así como su puntaje.
Debera entregar el código fuente documentado y un reporte (en Latex) indicando los detalles de su implementación y las instrucciones para utilizarlo.

Fecha de entrega: 6 de junio antes de las 16h00
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6 04/06/13 Búsqueda de similitud en bases de datos
7 11/06/13 Alineamiento múltiple de secuencias
Lectura recomendada:
  • Capítulo 9 del libro de Jones y Pevzner (Combinatorial Pattern Matching).
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Tarea 3: Utilizando la siguiente plantilla prepare una presentación que cubra el siguiente material:
Fechas de entrega: 27 de junio, 2 y 4 de julio.
Tarea 4: Diseñe e implemente en el lenguaje de su preferencia los algoritmo que permitan resolver los problema 9.8, 9.11 y 9.12 del libro de Jones y Pevzner. Debera entregar el código fuente documentado y un reporte (en Latex) indicando los detalles de su implementación y las instrucciones para utilizarlo.

Fecha de entrega: 27 de junio antes de las 16h00
Instancias de prueba Tarea 4.
8 13/06/13 Perfiles y modelos ocultos de Markov
Lectura recomendada:
  • Capítulo 11 del libro de Jones y Pevzner sobre modelos ocultos de Markov.
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Material suplementario:
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- 18/06/13 Examen 1 .
- 20/06/13 Revisión Examen 1 .
9 27/06/13 Predicción de motivos y dominios en proteínas
Lectura recomendada:
  • Capitulo 7 del libro de Xiong
  • Secciones 4.4 a 4.9 del libro de Jones y Pevzner
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10 04/07/13 Predicción de genes
Lectura recomendada:
  • Capitulo 8 del libro de Xiong
  • Secciones 6.11 a 6.15 del libro de Jones y Pevzner
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Tarea 5: Diseñe e implemente un modelo oculto de Markov utilizando herramientas existentes para resolver el problema de identificar islas CpG en el cromosoma 22 del humano. Deberá entregar el código fuente documentado y un reporte (en Latex) indicando los detalles de su implementación y las instrucciones para utilizarlo. Adicionalmente deberá incluir las respuestas a la serie de preguntas planteadas en la especificación detallada de esta tarea.

Fecha de entrega: 23 de julio antes de las 12h00
11 09/07/13 Predicción de promotores y elementos reguladores
Lectura recomendada:
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- 11/07/13 Examen 2 .
- 16/07/13 Revisión Examen 2 .
12 18/07/13 Conceptos básicos de filogenética molecular
Lectura recomendada:
  • Whelan, S., Lio, P and Goldman, N. 2001. Molecular phylogenetics: State of the art methods for looking into the past. Trends Genet. 17:262-72.
  • D. San Mauro, A. Agorreta. Molecular systematics: A synthesis of the common methods and the state of knowledge. Cellular & Molecular Biology Letters, 15(2):311-341, 2010.
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Tarea 3 (continuación): Utilizando la siguiente plantilla prepare una presentación que cubra el siguiente material:
Fechas de entrega: 30 de julio y 1 de agosto.
13 23/07/13 Construcción de árboles filogenéticos
Lectura recomendada:
  • Maximum Parsimony Phylogenetic Inference Using Simulated Annealing. Jean-Michel Richer, Eduardo Rodriguez-Tello and Karla E. Vazquez-Ortiz. Proceedings of the EVOLVE 2012, Mexico City, Mexico, Advances in Intelligent and Soft Computing, 175:189-203, Springer 2012. DOI: 10.1007/978-3-642-31519-0_12.
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14 19/07/12 Bioinformática estructural, predicción de estructuras de proteínas y ARN
Tarea 6: Bioinformática estructural.

Fecha de entrega: 6 de agosto antes de las 12h00
15 30/07/13 Mapeo, ensamblaje y comparación de genomas
Lectura recomendada:
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16 01/08/13 Genómica funcional
Lectura recomendada:
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- 13/08/13 Examen 3 .
- 22/08/13 Entrega del proyecto final.



® 2009 Eduardo Rodriguez-Tello