Εισαγωγή στη Βιοπληροφορική - Προπτυχιακό

Χρήστος Μακρής, Βασίλειος Μεγαλοοικονόμου

Περιγραφή

Το μάθημα σχετίζεται με την εισαγωγή σε βασικές έννοιες της βιοπληροφορικής.

CC - Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή
Περιεχόμενο μαθήματος

Βασικές έννοιες Βιοπληροφορικής, σχεδιασμός φαρμάκων με χρήση Η/Υ, σχετικοί αλγόριθμοι

Το μάθημα "Εισαγωγή στη Βιοπληροφορική" είναι ένα μάθημα ελεύθερης επιλογής στον τομέα του Λογικού των Υπολογιστών του Τμήματος Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής του Πανεπιστημίου Πατρών.

Στόχος του μαθήματος αυτού είναι να εισάγει τους φοιτητές στις βασικές έννοιες και τις εφαρμογές της Βιοπληροφορικής.

Βιοπληροφορική (bioinformatics) αποκαλείται ένας νέος σχετικά επιστημονικός κλάδος, που προέκυψε από τη συνεργασία των επιστημών της Βιολογίας και της Πληροφορικής. Θεωρώντας τα βιολογικά δεδομένα (DNARNAπρωτεΐνες ως ψηφιακή πληροφορία, εφαρμόζει αλγορίθμους για την επεξεργασία τους και την παραγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων με γρήγορο τρόπο. Είναι μια νέα επιστήμη η οποία παρέχει τα εργαλεία και τις μεθόδους τα οποία υποστηρίζουν την ανάγκη για την εκμετάλλευση υπολογιστικής ισχύος και την εξαγωγή γνώσης από βιολογικά δεδομένα. Η έρευνα σε αυτήν την περιοχή περιλαμβάνει την ανάλυση γενετικής/γονιδιωματικής πληροφορίας, με στόχο οτην πρόβλεψη, ή τον ακριβή καθορισμό βιολογικών λειτουργιών. Για το σκοπό αυτό, συνδυάζονται πολλές επιστήμες από διαφορετικές περιοχές, όπως Γονιδιωματική, Πληροφορική, Φαρμακευτική, Μοριακή Βιολογία, Στατιστική, Φυλογενετική, κλπ.

Μαθησιακοί στόχοι

Το μάθημα έχει στόχο να κατανοήσει ο σπουδαστής βασικές έννοιες της Βιοπληροφορικής, καθώς και τις διαδικασίες και τους αλγορίθμους που σχετίζονται με αυτή.

Προαπαιτούμενα

Βασικές γνώσεις αλγορίθμων, ανάκτησης πληροφορίας και αλγορίθμους διαχείρισης πληροφορίας.

Βιβλιογραφία

Βιοπληροφορική, Δυνατότητες και Προοπτικές, Σοφία Κοσσίδα, 2008

Εισαγωγή στους Αλγοριθμους Βιοπληροφορικής, Neil C. Jones, Pavel Pevzner, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2008

Bioinformatics Algorithms: An Active Learning Approach by Phillip Compeau, Pavel Pevzner (2018), third edition

Algorithms on Strings, Trees and Sequences, D. Gusfield, Cambridge University Press, 10th edition 2007

Handbook of Computational Molecular Biology (Chapman & All/Crc Computer and Information Scieience Series)December 2005,  edited by Srinivas Aluru and Sartaj Sahni

Μπάγκος Παντελεήμων, Βιοπληροφορική, Έκδοση: Σύνδεσμος Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών , 2015(https://repository.kallipos.gr/handle/11419/5016).

Νικολάου, Χριστόφορος Χουβαρδάς, Παναγιώτης, Υπολογιστική Βιολογία, Έκδοση: Σύνδεσμος Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών , 2015 (https://repository.kallipos.gr/handle/11419/1577).

Gonzalo Navarro, Compact Data Structures: A Practical Approach2016 https://www.cambridge.org/core/books/compact-data-structures/68A5983E6F1176181291E235D0B7EB44

Βιολογία Κυττάρου - Μοριακή Προσέγγιση, Β. Μαρμάρας και Μ. Λαμπροπούλου - Μαρμάρα, Εκδόσεις TYPORAMA, 2000

Bioinformatics- From Genomes to Drugs, Edited by Thomas Lengauer, Volumes I & II, WILEY-VCH, 2001

Fundamental Concepts of Bioinformatics, D. Krane and M.L.Raymer, Pearson Education, 2003

Bioinformatics: A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins, Edited by A.D.Baxevanis and B.F.F.Ouellette, Wiley-Liss, Inc., 2001

 

 

Μέθοδοι αξιολόγησης

Αξιολόγησηη αξιολόγηση γίνεται με δύο εργασίες και μία προφορική εξέταση στις σημειώσεις του μαθήματος. 

Το πρώτο σύνολο ασκήσεων είναι μία συλλογή από ασκήσεις σε διαχείριση συμβολοσειρών, ενώ το δεύτερο είναι μία συλλογή από θέματα καθένα από τα οποία αντιστοιχεί σε  2-3 papers τα οποία αναλαμβάνει κάθε ομάδα να αναλύσει.

Οι εργασίες θα πραγματοποιηθούν σε ομάδες 1-2 ατόμων (οι ΙΔΙΕΣ για κάθε εργασία). Το πρώτο σύνολο ασκήσεων πρέπει να πραγματοποιηθεί ολόκληρο. 

Ημερομηνία παράδοσης και των δύο εργασιών είναι τρεις μέρες πριν την ημερομηνία εξέτασης του μαθήματος  (οι εργασίες θα πρέπει να σταλούν μέχρι τότε ΜΕ ΑΝΑΡΤΗΣΗ ΣΤΟ E_CLASS ΚΑΙ με e_mail στη διεύθυνση makri@ceid.upatras.gr). Το παραδοτέο της 2ης γ.ε. θα είναι μία αναφορά (μεγέθους 20-25 σελίδες), στην οποία θα καταγράφονται οι βασικές ιδέες των papers που έχετε επιλέξει Η εξέταση και των δύο εργασιών, θα πραγματοποιηθεί μαζί με την τελική εξέταση του μαθήματος και θα είναι διάρκειας 45 λεπτά για κάθε ομάδα (15-20 λεπτά παρουσίαση των δύο εργασιών, 25-30 λεπτά προφορική εξέταση στις σημειώσεις του μαθήματος). Στη διάρκεια της παρουσίασης μπορείτε, αν θέλετε, να χρησιμοποιήσετε powerpoint

Βαθμολογική συνεισφορά  εργασιώνυπενθυμίζεται ότι το πρώτο σύνολο εργασιών συνεισφέρει κατά 30% στη συνολική βαθμολογία, το δεύτερο σύνολο εργασιών 30% επίσης, και η τελική προφορική εξέταση στις σημειώσεις συνεισφέρει κατά 40%. Οι εξετάσεις Σεπτεμβρίου γίνονται με ερωτήσεις κρίσεως πάνω σε (ΠΑΡΑΠΛΗΣΙΑ) θέματα των πρώτων εργασιών τωρινου και παλαιοτέρων ετών (30%), με παρουσίαση της δεύτερης εργασίας (30%) και με προφορική εξέταση στις σημειώσεις (40%). 

ΔΗΛΑΔΗ ΤΟ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟ ΠΑΡΑΜΕΝΕΙ ΙΔΙΟ ΤΟ ΔΕΥΤΕΡΟ ΣΕΤ. OMΩΣ ΣΤΗΝ ΠΡΩΤΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΝ ΚΑΙ ΤΟ ΚΕΙΜΕΝΟ ΣΑΣ ΘΑ ΕΙΝΑΙ ΔΕΚΤΟ ΔΕΝ ΘΑ ΒΑΘΜΟΛΟΓΗΘΕΙΤΕ ΜΕ ΒΑΣΗ ΑΥΤΟ ΑΛΛΑ ΘΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΘΕΙ ΓΕΝΙΚΟΤΕΡΑ ΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΤΗΣ ΚΡΙΤΙΚΗΣ ΣΑΣ ΣΚΕΨΗΣ ΜΕ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΡΙΣΕΩΣ ΣΕ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΑΡΟΜΟΙΑΣ ΛΟΓΙΚΗΣ. ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΑΛΑΙΟΤΕΡΩΝ ΕΤΩΝ ΑΝΑΦΕΡΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΠΟΥ ΘΕΛΗΣΕΙ ΝΑ ΕΞΕΤΑΣΤΕΙ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟ ΚΑΠΟΙΟΣ ΦΟΙΤΗΤΗΣ ΠΟΥ ΣΥΜΜΕΤΕΙΧΕ ΠΑΛΑΙΟΤΕΡΑ  ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ. ΓΙΑ ΟΣΟΥΣ ΣΤΕΙΛΟΥΝ ΦΕΤΙΝΗ ΠΡΩΤΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΟΙ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΑ ΕΙΝΑΙ ΠΑΝΩ ΣΕ ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΡΑΠΛΗΣΙΑ ΜΕ ΤΗ ΦΕΤΙΝΗ ΠΡΩΤΗ ΕΡΓΑΣΙΑ.

ΕΠΙΣΗΜΑΙΝΕΤΑΙ ΟΤΙ ΟΙ ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΕΧΟΥΝ ΙΣΧΥ ΜΟΝΟ ΓΙΑ ΤΟ ΕΤΟΣ ΠΟΥ ΔΙΝΟΝΤΑΙ.

Διδάσκοντες

Διδάσκοντες: Χρήστος Μακρής, Βασίλειος Μεγαλοοικονόμου

Αίθουσα διδασκαλίας: αίθουσα Δ2 Νέο Κτίριο Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής (https://www.ceid.upatras.gr/sites/default/files/pages/building-map_0.pdf)


Ώρες Διδασκαλίας Μαθήματος (Θεωρία 2021-2022): Δευτέρα 13:00-15:00 στην Δ2

Ώρες ενημέρωσης για εργασίες ακ.έτους 2021-22: Δευτέρα 15:00-16:00 στo γραφείο του κ. Μακρή (1ος όροφος νέου κτιρίου Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής)

Ώρες Φροντιστηρίου ακ.έτους 2021-22: Τετάρτη 19:00-21:00 στην Δ2

Τρόπος Εξέτασης: Η εξέταση του μαθήματος συνίσταται στην παράδοση και εξέταση 2 εργασιών από ομάδες 1-2 ατόμων. Η πρώτη εργασία θα συνεισφέρει στο 30% του συνολικού βαθμού και η δεύτερη εργασία μαζί με την προφορική εξέταση στις σημειώσεις του μαθήματος θα συνεισφέρει στο 70% του συνολικού βαθμού.

Οι εξετάσεις Σεπτεμβρίου θα γίνονται με ερωτήσεις πάνω στα θέματα των πρώτων εργασιών παλαιοτέρων ετών, με παρουσίαση της δεύτερης εργασίας και με προφορική εξέταση στις σημειώσεις.

Ενότητες

Ο στόχος της ενότητας είναι να φέρει τους σπουδαστές σε μία πρώτη επαφή με τα θέματα της βιοπληροφορικής

Οι στόχοι της ενότητας είναι:
  • H εκμάθηση των τεχνικών διαχείρισης και ανάλυσης συμβολοσειρών βιολογικών δεδομένων
  • Η εκμάθηση αλγορίθμων ακριβούς εύρεσης προτύπου
Ο στόχος της ενότητας είναι η παρουσίαση του Δέντρο Επιθεμάτων (Suffix Tree) και οι εφαρμογές του

Οι στόχοι της ενότητας είναι:

  • H παρουσίαση των αλγορίθμων προσεγγιστικής εύρεσης προτύπου και στοίχισης συμβολοσειρών
  • Η παρουσίαση των αλγορίθμων σύγκρισης ακολουθιών βιολογικών δεδομένων

Ο στόχος της ενότητας είναι η παρουσίαση των αλγορίθμων συσταδοποίησης και κατηγοριοποίησης βιολογικών δεδομένων

Ο στόχος της ενότητας είναι η παρουσίαση του σχεδιασμού φαρμάκων με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή
Ο στόχος της ενότητας είναι η παρουσίαση των αλγορίθμων εναλλακτικών προσεγγιστικών ταιριασμάτων βιολογικών δεδομένων
Ο στόχος της ενότητας είναι η παρουσίαση των δομών δεικτοδότησης
Ο στόχος της ενότητας είναι η παρουσίαση του Text Mining στις εφαρμογές της βιοπληροφορικής

Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα
Επίπεδο: A-

Αρ. Επισκέψεων :  8763
Αρ. Προβολών :  64722

Ημερολόγιο