Universitat Internacional de Catalunya
Bioinformàtica Estructural
Altres llengües d'impartició: català, castellà
Professorat
Els dubtes seran resolts abans o després de classe. Per a resoldre dubtes no presencials, es farà mitjançant videoconferència.
Presentació
En aquesta assignatura es proporcionen els conceptes fonamentals per a l'ús de la informació estructural en problemes biomèdics/clínics. Per a això s'abordarà la relació fonamental entre estructura i funció, analitzant les estructures tridimensionals de proteïnes, ADN i ARN. Veurem com processar gràfica i automàticament les estructures tridimensionals de les macromolècules. Posteriorment veurem les diferents metodologies per a generar informació estructural mitjançant tècniques capdavanteres que inclouen algorismes d'Intel·ligència Artificial. Finalment veurem com podem utilitzar la bioinformàtica estructural per a abordar problemes biomèdics relacionats amb la comprensió molecular de les malalties hereditàries.
Requisits previs
Es recomana haver cursat i superat:
Introducció a la bioinformàtica
Interaccions biomoleculars
Objectius
- Comprendre com la relació entre estructura i funció és la base de l'aplicació dels mètodes de bioinformàtica estructural en biomedicina
- Saber generar informació estructural: diferència entre extracció i predicció
- Utilitzar la informació estructural per a analitzar la informació genètica i resoldre problemes biomèdics/clínics associats
Competències/Resultats d’aprenentatge de la titulació
CB3 Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins de la seva àrea d'estudi) per a emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes rellevants d'índole social, científica o ètica
CG7 Integrar els conceptes bàsics relacionats amb el camp de la biomedicina tant a nivell teòric com experimental.
CG10 Dissenyar, redactar i executar projectes relacionats amb l'àrea de les Ciències Biomèdiques
CG11 Reconèixer conceptes bàsics de diferents àmbits vinculats a les ciències biomèdiques.
CT5 Usar internet com a mitjà de comunicació i com a font d'informació.
CT6 Saber comunicar, fer presentacions i redactar treballs científics.
CT7 Ser capaç de treballar en equip.
Resultats d’aprenentatge de l’assignatura
Comprendre els aspectes que requereixen l'ús d'informació estructural en els problemes biomèdics. Aprendre a obtenir la informació estructural d'interès aplicant les tècniques de l'àmbit de la bioinformàtica estructural, com ara l'extracció d'informació estructural, el modelat/predicció molecular, el maneig de bases de dades, etc. Aplicar el coneixement a la comprensió de la base molecular de les malalties hereditàries i a la predicció de la patogenicitat de les variants genètiques.
Continguts
A. ESTRUCTURA: LA BASE DE LA FUNCIÓ
1) PRINCIPIS DE BIOLOGIA ESTRUCTURAL.
1.1 Funció a nivell de seqüència.
1.2 Estructura de macromolècules.
1.3 De l'estructura a la funció.
1.4 Estabilitat: un concepte clau per a l'estructura i funció de les proteïnes.
B. UTILITZANT LA BIOINFORMÀTICA PER A GENERAR INFORMACIÓ ESTRUCTURAL
2) EXTRACCIÓ D'INFORMACIÓ A PARTIR DE L'ESTRUCTURA
2.1 Anàlisi visual de les estructures.
2.2 Anàlisi computacional: generalitzant l'anàlisi visual.
3) GENERANT INFORMACIÓ ESTRUCTURAL: PREDICCIÓ ESTRUCTURAL
3.1 De la seqüència a l'estructura: un problema clau.
3.2 Modelatge per homologia
3.3 Prediccions de l'estat desordenat
3.4 Predicció estructural de novo. AlphaFold: el nou paradigma.
4) ANÀLISI ESTRUCTURAL GENÒMICA.
5) PREDICCIÓ ESTRUCTURAL DE L'ARN.
6) MÉS ENLLÀ DE L'ESTRUCTURA: COMPRENSIÓ I CÀLCUL DE LA FLEXIBILITAT MOLECULAR.
7) ESTRUCTURES EN BIOLOGIA DE SISTEMES.
C) APLICACIÓ DE LA BIOINFORMÀTICA ESTRUCTURAL EN BIOMEDICINA.
8) COMPRENENT LA BASE MOLECULAR DE LA MALALTIA GENÈTICA.
Metodologia i activitats formatives
Modalitat totalment presencial a l'aula
Classes magistrals: exposició durant 50 minuts d'un tema teòric per part del professor.
Mètodes del cas (MC): Plantejament d'una situació real o imaginària. Els alumnes treballen les preguntes formulades en interacció activa amb el professor i es discuteixen les respostes. El professor intervé activament i si fa falta aporta nous coneixements.
Sistemes i criteris d'avaluació
Modalitat totalment presencial a l'aula
Alumnes en primera convocatòria:
Mètodes del cas: 25%
Examen parcial: 35%
Examen final: 40%
Alumnes en segona o posterior convocatòria: La nota dels mètodes del cas es guardarà; i l'examen final representarà un 75% de la nota final. Els alumnes repetidors que desitgin repetir el parcial en 3 o 5 convocatòria, podran realitzar-ho comunicant-ho prèviament al professor titular.
Punts generals a tenir en compte sobre el sistema d'avaluació:
1) Per a poder fer mitjana, en l'examen final s'haurà d'obtenir un 5 de nota mínima.
2) A més de l'esmentat anteriorment, per a aprovar l'assignatura, la mitjana de totes les qualificacions ha de ser 5 o superior.
3) El caràcter continuat d'aquesta avaluación fa que no sigui possible avaluar l'assignatura si no s'ha participat en un mínim del 75% de les hores.
4) L'ús indegut d'aparells electrònics (com l'enregistrament i difusió tant de l'alumnat com del professorat durant les diferents lliçons, així com l'ús d'aquests aparells amb finalitats lúdics i no educatius) pot comportar l'expulsió de classe.
Període d'avaluació
- E1 16/01/2023 I1 16:00h
- E2 22/06/2023 A04 18:00h