Аннотации рабочих программ специальных дисциплин подготовки магистров по направлению «Структурная биоинформатика» в Новосибирском госуниверситете




1. Основы работы в ОС Linux

Цель курса - освоение операционной системы Linux в объеме, достаточном для самостоятельной работы с прикладным программным обеспечением на персональных компьютерах и удаленных серверах.

Для достижения поставленной цели выделяются следующие задачи:

· изучение основ устройства операционной системы Linux и организации файловой системы;

· изучение принципов создания и распространения свободного программного обеспечения, различных типов лицензирования программного обеспечения;

· освоение работы с пакетными менеджерами;

· ознакомление с различными программами, часто используемыми в операционной системе Linux, включая текстовые редакторы, сетевые утилиты, файловые менеджеры;

· освоение работы в программной оболочке bash, изучение базовых принципов программирования с использованием bash;

· получение практического опыта установки программ, распространяемых в виде исходных кодов;

· освоение работы с очередью задач на кластерах и суперкомпьютерах.

 

2. Программирование на языке Python

Цель курса - научить студентов основам программирования на языке Python.

Для достижения поставленной цели выделяются следующие задачи:

· изучение основ процедурного и объектно-ориентированного программирования;

· получение представления о синтаксисе языка Pyhton, об основных конструкциях и операторах;

· изучение общепринятых правил по оформлению программ на языке Python;

· знакомство со средствами разработки и отладки приложений на языке Python;

· получение практического опыта по разработке небольших приложений на языке Python;

· знакомство с основными библиотеками для Python, в том числе предназначенными для разработки научного программного обеспечения.

 

3. Алгоритмы и структуры данных

Цели курса - развить у студентов алгоритмическое мышление и дать им знания об основных алгоритмах и структурах данных, необходимых для эффективной разработки программного обеспечения. Курс состоит из лекций и практических занятий. На практических занятиях используется язык Python.

Для достижения поставленных целей выделяются следующие задачи:

· изучение основ теории графов и дискретной математики;

· получение навыков реализации базовых алгоритмов и структур данных;

· знакомство с различными алгоритмами, часто встречающимися при решении практических задач, в том числе биоинформатических;

· формирование понимания алгоритмической сложности и эффективности;

· получение навыка формализации поставленных задач;

· изучение инструментов анализа, отладки и оптимизации алгоритмов.

 

4. Анализ данных и машинное обучение

Цель курса - обучить студентов современным методам анализа данных, в том числе с использованием машинного обучения. Курс состоит из лекций и практических занятий. На практических занятиях используется язык Python и специализированное программное обеспечение для анализа данных Weka.

Для достижения поставленной цели выделяются следующие задачи:

· изучение основ теории вероятностей и математической статистики;

· изучение основных принципов анализа данных;

· изучение и практическое освоение методов машинного обучения, таких как нейронные сети, метод опорных векторов, деревья решений, Random forest;

· изучение методов уменьшения размерности данных;

· изучение методов deep learning;

· освоение правильной методологии использования методов машинного обучения.

5. 3D-моделирование

Цели курса - развить пространственное мышление и научить студентов решать практические задачи, связанные с 3D-моделированием, с помощью прикладного программного обеспечения. Курс состоит из практических занятий, используется свободно распространяемый пакет 3D-моделирования Blender.

Для достижения поставленной цели выделяются следующие задачи:

· изучение базовых принципов 3D-моделирования с помощью современных программ, получение представления об освещении, текстурах, различных форматах файлов;

· получение навыков работы в свободно распространяемой программе 3D-моделирования Blender;

· получение практического опыта изготовления объемной модели объекта по чертежу;

· освоение процесса построения 3D-моделей для иллюстраций, анимации, интерактивных презентаций, моделирования физических процессов и 3D-печати;

· освоение процесса подготовки иллюстраций пространственных структур биомолекул и других биологических объектов в соответствии с заданными требованиями по разрешению, формату файла, палитре цветов;

· освоение процесса создания интерактивных презентаций;

· изучение общих принципов анимации, получение опыта создания анимации, в том числе для системы частиц;

· освоение разработки и модификации 3D-моделей для 3D-печати;

· знакомство с возможностями моделирования физических процессов;

· знакомство с возможностями автоматизации работы в Blender с помощью встроенного скриптового языка Python.

 

6. Молекулярная биология

Цель курса - получение студентами знаний о структурах и функциях белков и нуклеиновых кислот, генетическом коде, принципах и механизмах воспроизведения и реализации генетической информации, структуре генома.

Для достижения поставленной цели выделяются следующие задачи:

· знакомство с основными этапами развития молекулярной биологии;

· изложение принципов строения и основных функций нерегулярных биополимеров;

· изучение свойств генетического кода;

· изложение принципов и этапов репликации, транскрипции, трансляции и обратной транскрипции;

· сравнительная характеристика указанных процессов и их регуляции у про - и эукариот;

· знакомство с организацией генома эукариот и молекулярными основами канцерогенеза.

 

 

7. Строение биополимеров

Цель курса - овладение теоретическими основами структурной биологии, т.е. теории и принципов пространственного строения биополимеров на атомном уровне, методов моделирования структуры, конформационной динамики и взаимодействий биополимеров между собой и с малыми молекулами.

Для достижения поставленной цели выделяются задачи курса:

· освоение теоретических основ описания атомной структуры макромолекул, конформации молекул, уровней организации структуры, основных структурных элементов иерархической организации реальных пространственных структур молекул белков и нуклеиновых кислот;

· изучение основ организации пространственной структуры биополимеров и самоорганизации структуры на основе методов статистической термодинамики для макромолекулы в водном растворе; основных типов атом-атомных и межмолекулярных взаимодействий, определяющих стабильность пространственной структуры биополимеров; компьютерных методов моделирования структуры биополимеров и энергии их взаимодействий;

· изучение возможных путей применения методов компьютерного моделирования структуры и энергетики взаимодействий биополимеров, макромолекул и малых молекул в различных областях (научные исследования, медицина, промышленность, и т.д.).

8. Основы взаимодействия биомолекул

Цель курса - обучение теоретическим основам современных методов и подходов в изучении биологических надмолекулярных ансамблей. Курс состоит из лекций.

Для достижения поставленной цели выделяются следующие задачи курса:

· освоение теоретических основ описания эффективности комплексобразования нуклеиновых кислот, основ гибридизационного анализа НК;

· освоение теоретических и практических подходов в биологической масс-спектрометрии;

· изучение основ организации пространственной структуры молекулярно импринтированных полимеров;

· изучение систем регистрации взаимодействия биомолекул в реальном времени.

· освоение подходов к детектированию одиночных молекул;

· освоение основ молекулярного моделирования надмолекулярных ансамблей, методов определения оптимальных конформаций макромолекулы.

 

9. Общая биоинформатика

Цель курса - дать представление о типичных задачах биоинформатики и путях их решения. Курс состоит из лекций.

Для достижения поставленной цели выделяются следующие задачи курса:

· изучение основных публичных источников биоинформатических данных;

· изучение базовых алгоритмов, наиболее часто используемых при выравнивании и поиске нуклеотидных последовательностей;

· изучение инструментов для работы с геномными и протеомными данными;

· изучение способов визуализации данных биологических исследований;

· изучение методов обработки результатов высокопроизводительного секвенирования;

· изучение использования высокопроизводительных вычислений для решения

· биологических задач.

 

10. Современные экспериментальные методы молекулярной биологии

Цель курса - сформировать представление о современных экспериментальных методах синтеза и исследования биополимеров, в первую очередь белков и нуклеиновых кислот. Курс состоит из лекций.

Для достижения поставленной цели выделяются следующие задачи курса:

· теоретическое освоение общих принципов и культуры экспериментальной работы;

· теоретическое освоение принципов и основных методов современной синтетической биологии, изучение основных технологий клонирования, синтеза генов, наработки и очистки белков;

· изучение технологий секвенирования по Сэнгеру и высокопроизводительного секвенирования;

· знакомство с методами исследования пространственной структуры белков, такими как ЯМР, рентгеноструктурный анализ, круговой дихроизм, электронная микроскопия. Изучение общих принципов и области применимости этих методов.

 

11. Практикум по структурной биоинформатике

Цель курса - освоение на практике методов структурной биоинформатики и молекулярного моделирования. Курс состоит из практических занятий.

Для достижения поставленной цели выделяются следующие задачи курса:

· освоение программ для просмотра и редактирования пространственных структур биомолекул;

· освоение метода моделирования пространственной структуры белков по гомологии;

· изучение методов моделирования пространственной структуры белков de novo;

· освоение методов моделирования комплексов биомолекул друг с другом и с небольшими лигандами;

· освоение всех этапов моделирования методом молекулярной динамики: создание модели белка в водном растворе, моделирование и анализ структуры и динамики модели;

· освоение методов оценки свободной энергии с использованием «алхимических» превращений и с использованием потенциала средней силы.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-21 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: