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Análise de Sequências Biológicas

Código:

BINF019

Sigla:

ASB

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Biotecnologia
OFICIAL	Informática

Ocorrência: 2023/2024 - 2S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://stuntspt.gitlab.io/asb
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química e Biológica
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Bioinformática

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
BINF	27	Plano Estudos 2016	2	-	5,5	67,5	148,5

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students
Obs.: Todos os slides estão em inglês

Objetivos

O objetivo desta UC é introduzir os princípios fundamentais da análise de sequências biológicas, partindo do conceito de sequência (DNA, RNA e proteínas), associada à estrutura das biomoléculas, para promovera compreensão das aplicações dos vários algoritmos e para proporcionar a capacidade de escolher os algoritmos mais adequados e interpretar os resultados obtidos. Serão estudados os métodos mais frequentes, devendo os alunos ser capazes de os perceber e os transcrever para código, e serão analisadas as várias ferramentas disponíveis de análise e tratamento de sequências de modo a que os alunos as dominem adequadamente.

Resultados de aprendizagem e competências

Os alunos serão capazes de reconhecer alguns dos problemas típicos de análise de sequências biológicas e quais as metodologias mais adequadas a aplicar em alguns casos mais comuns.
Serão também capazes de interpretar e comparar, até certo ponto, os resultados obtidos.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. Sequências biológicas –DNA, RNA e proteínas. Contribuição da sequência para as estruturas secundária e terciária das biomoléculas.
2. Alinhamento de pares de sequências –matriz de pontos e programação dinâmica; alinhamento com intervalos.
3. Alinhamento de múltiplas sequências -programação dinâmica, métodos progressivos e sequência consensual. Cadeiasde Markov, introdução e aplicações. O caso ClustalW.
4. Pesquisa de Motivos Estruturais –Entropia, matrizes de posição e amostragem de Gibbs.
5. Alinhamento de sequência e pesquisa em bases de dados
   5.1. Algoritmo BLAST e as várias aplicações
   5.2. Filogenia, árvores filogenéticas e cladogramas.
6. Exploração de software de Bioinformática e interação com bases de dados
7. Aplicações –previsão de genes, análise de dados de expressão genética e previsão de estrutura

Bibliografia Obrigatória

Baxevanis, A.D., Ouellette, B.F.F.; Bioinformatics: A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins, Wiley Intersciente. ISBN: 978-0-471-38391-8
Borodovsky, M., Ekisheva, S.; Problems and Solutions in Biological Sequence Analysis, Cambridge University Press. ISBN: 978-0-521-61230-2
Mount, D.; ioinformatics: Sequence and Genome Analysis, Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN: 978-0-879-69712-9
Durbin, R., Eddy, S.R., Krogh, A., Mitchison, G.; Biological Sequence Analysis: Probabilistic Models ofProteins and Nucleic Acids, Cambridge University Press. ISBN: 978-0-521-62971-3
Akihito, Akishinonomiya, F., Ikeda, Y., Aizawa, M., Nakagawa, S., Umehara, Y., Yonezawa, T., Mano, S., Hasegawa, M., Nakabo, T., & Gojobori, T.; Speciation of two gobioid species, Pterogobius elapoides and Pterogobius zonoleucus revealed by multi-locus nuclear and mitochondrial DNA analyses, Gene, 2016. ISBN: https://doi.org/10.1016/j.gene.2015.10.014

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

4 h semanais de aulas teórico-práticas em que os vários tópicos serão expostos, intercalados com exercícios sobre algoritmos e exercícios sobre casos práticos para aplicação das várias ferramentas bioinformáticas.
Realização de 2 trabalhos escritos, participação na discussão de artigos científicos, e participação nas aulas/realização dos TPCs.
Avaliação1. Contínua: ao longo do semestre serão realizados vários casos práticos, que serão classificados. A classificação obtida nestes casos práticos passa pelo uso de metodologias de mitigação de fraude. As consequências de fraude serão ponderadas caso a caso, dentro do previsto no regulamento da escola.

Software

Oracle VirtualBox

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Participação presencial	15,00
Apresentação/discussão de um trabalho científico	15,00
Trabalho escrito	70,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	5,00
Estudo autónomo	30,00
Trabalho escrito	40,00
Frequência das aulas	60,00
Total:	135,00

Obtenção de frequência

Assiduidade obrigatória a >70% das aulas para acesso ao regime de avaliação contínua.

Fórmula de cálculo da classificação final

Por avaliação contíniua:
NF = 15% ("Apresentação/discussão de trabalhos científicos") + 15% ("Participação presencial") + 35% ("Trabalho escrito 1") + 35% ("Trabalho escrito 2")

Por exame final:
NF = 100% exame

Melhoria de classificação

100% exame escrito.