Bioinformatički alati i baze podataka   (HF2BAB)

Školska godina:

2026/2027.

Uslovi pohađanja:

Nema uslova

ESPB:

6

Vrsta studija:

master akademske studije

Studijski program:

Master 4.0 Bioinformatika: 1. godina, letnji semestar, izborni (M4B-E2), stručno-aplikativni predmet

Nastavnici:

dr Marija Đ. Gavrović Jankulović
redovni profesor, Hemijski fakultet, Studentski trg 12-16, Beograd

dr Radivoje M. Prodanović
redovni profesor, Hemijski fakultet, Studentski trg 12-16, Beograd

Saradnik:

dr Milena O. Zlatanova
naučni saradnik, Hemijski fakultet, Studentski trg 12-16, Beograd

Fond časova:

Nedeljno: dva časa predavanja + dva časa teorijskih vežbi + jedan čas studijskog istraživačkog rada

Ciljevi:

Upoznati studente sa primenom bioinformatičkih alata i metoda za analizu sekvence gena i genoma, analizu primarne, sekundarne i modelovanje 3D stukture proteina. Obučavanje studenata za korišćenje kompjuterskih programa i internet servisa koji se koriste u rešavanju problema u biohemiji, molekularnoj biologiji, i biotehnologiji.

Ishod:

Student je osposobljen da primenjuje bioinformatičke alate i metode za analizu sekvence gena i genoma, analizu primarne, sekundarne i modelovanje 3D strukture proteina i, kao i da ih koristi u rešavanju problema u biohemiji, molekularnoj biologiji, i biotehnologiji.

Oblici nastave:

Predavanja, teorijske vežbe, seminarski radovi.

Vannastavne aktivnosti:

—

Literatura:

Osnovna literatura:

• Andreas D. Baxevanis, Gary D. Bader, David S. Wishart: Bioinformatics - A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins, John Wiley and Sons, 2020.

Pomoćna literatura:

• Current Protocols in Bioinformatics, John Wiley and Sons, 2007.
• Arthur M. Lesk: Introduction to Bioinformatics, Oxford University Press, 2002.
• Jonathan Pevsner: Bioinformatics and Functional Genomics, John Wiley and Sons, 2003.
• Thomas Dandekar & Meik Kunz: Bioinformatics, Springer 2023. ISBN 978-3-662-65036-3
• M. Gavrović-Jankulović: Vodič kroz bioinformatičke baze podataka, WUS Austrija MSDP 003/2009
• R. Prodanović: Proteinski inženjering, Univerzitet u Beogradu - Hemijski fakultet, 2019.

Dodatni materijal:

—

Predavanja:

0 poena (2 časa nedeljno)

Program rada:

• Bioinformatika i Internet.
• NCBI model podataka.
• Banka podataka sekvenci gena i genoma.
• Banka podataka struktura proteina.
• Banka podataka mapa gena u genomu, protein-kodirajuće sekvence ENSEMBL.
• Ekstrakcija informacija iz banki podataka korišćenjem ENTREZ sistema.
• Pretraživanje banke podataka i poređenje sekvenci.
• Kreiranje i analiza višestrukog poređenja sekvenci.
• Predviđanje strukture gena na osnovu sekvence DNK.
• Predviđanje strukture korišćenjem RNK sekvenci.
• Predviđanje sekundarnih i 3D strukture proteina na osnovu aminokiselinske sekvence.
• Upotreba cDNK sekvenci (EST) za otkrivanje protein-kodirajućih DNK sekvenci.
• Modelovanje metaboliičkih puteva KEGG.
• Mapa humanog genoma.
• Komparativna analiza genoma i filogenetska analiza.
• Atlas humanih proteina.
• Bioinformatičke metode analize povezanosti proteinske sekvence i funkcije u proteinskom inženjeringu i molekularnoj biologiji (Prosar, Konsezus, i Shema i Informaciona Spetkroskopska Metoda za analizu proteinskih i nukleotidnih sekvenci itd.)

Proučavanje literature će biti sprovedeno po modelu "Journal club", odnosno diskusioni forum, gde studenti zajedeno sa nastavnicima analiziraju aktuelne naučne publikacije relevantne za predmet.

Teorijske vežbe:

10 poena (2 časa nedeljno)

Program rada:

• Pretraživanje informacija na Internetu.
• NCBI model podataka - primeri (GenBank, DDBJ, EMBL).
• Pretraživanje sekvenci gena - primeri.
• Pretraživanje sekvenci proteina - primeri.
• Praktična upotreba internet resursa za mapiranje genoma - primeri.
• Postavljanje pitanja ENTREZ sistemu - primeri.
• Upotreba FASTA programa za poređenje sekvenci proteina.
• Upotreba BLAST programa za poređenje sekvenci (Nt BLAST, Pr BLAST, BLASTh, BLASTn).
• Upotreba CLUSTAL V i PSI-BLAST programa za predviđanje funkcije proteina na osnovu višestrukog poređenja sekvenci proteina.
• Upotreba pomoćnih programa (ALSKRIPT, AMAS, Jal View) prilikom višestrukog poređenja sekvenci proteina.
• Pronalaženje protein-kodirajućih DNK sekvenci korišćenjem GENESKAN i MZEF programa.
• Predviđanje fizičko-hemijskih osobina proteina korišćenjem ExPASy sistema (pI vrednosti, molekulske mase, peptidnih mapa, hidrofobnosti, transmembranskih regiona, signalnih sekvenci, potencijalnih mesta glikozilacije).
• Predvićanje sekundarne strukture proteina korišćenjem programa PREDATOR, SOPMA, PSIPRED i COILS.
• Predviđanje 3D strukture proteina (AlfaFold, SVIS-MODEL (SWISS-MODEL).
• Filogenetska analiza korišćenjem programskog paketa PHILIP i internet servisa PhiloBLAST.
• Analiza metaboličkih puteva (fluks balans analiza).
• Upotreba kompjuterskih programa (Vector NTI, SnapGene) u dizajnu PCR prajmera, restrikcionoj analizi i kloniranju DNK.
• Dizajn proteina ProSAR, Schema i konsenzus metodom korišćenjem "open source" bioinformatičkih programa.

Seminarski radovi:

20 poena

Pismeni ispit:

60 poena

Praktični ispit:

10 poena

Studijski istraživački rad:

0 poena (1 čas nedeljno)