Vitajte pri Analýze sekvencií DNA!

Každá hodina bude uvedená formou hypotézy v danom okruhu problému. Prednáška Vám poskytne potrebné informácie, aby ste boli schopní si o hypotéze vytvoriť vlastný názor a ukáže Vám postupy, ako nájsť na hypotézu odpoveď. Pri následujúcom cvičení by ste mali na hypotézu odpovedať. Odpovede počas cvičenia nemusia byť správne. Oceňujem kritické myslenie, ochotu skúsiť nájsť riešenie a trúfnuť si chybovať.

Na to, aby ste mohli robiť informované omyly, musíte ovládať základné informácie. Na každej hodine budete mať možnosť získať 6 bodov, pričom väčšinou sa bude jednať o formu testu, ale aj o design projektu, diskusiu na fóre alebo krátke eseje. Chybná odpoveď môže byť ocenená čiastočným bodovým hodnotením, ale vynechanie otázky v teste bude penalizované - pozor, na iných predmetoch sa vyžaduje presnosť, tu sa netoleruje nerozhodnosť.

Ak niekedy nebudete rozumieť slovensky, okamžite sa ozvite.

Prajem Vám pri štúdiu príjemnú zábavu,

Natália Martínková

Rozvrh:

Pondelok, 9:00-10:30, učebňa na 6. poschodí IBA, Kamenice 3, Brno-Bohunice.

Literatúra:

• Materiál uvedený v Interaktívnej osnove.
• Cvrčková F. 2006. Úvod do praktické bioinformatiky. Academia Praha.
• Zima J., Macholán M., Munclinger P., Piálek J. 2004. Genetické metody v zoologii. Karolinum Praha.

Ukončenie predmetu:

• Práca na hodinách počas semestra - max. 50 bodov; pričom úlohy sú celkovo za 72 bodov.
• Záverečný test - 30 bodov
• Individuálny projekt - 20 bodov

Bodový rozsah hodnotenia:

• A: 92-100
• B: 83-91.9
• C: 74-82.9
• D: 65-73.9
• E: 56-64.9
• F: 0-55.9

Hypotéza: Štruktúra genómov je odlišná u prokaryotických a eukaryotických organizmov.

Domáca úloha: Napíšte 100-200 slov o tom, či bola dnešná prednáška pochopiteľná, čo Vám pri cvičení robilo problém a čo očakávate v priebehu semestra. Negatívny názor sa cení. 6 bodov za neplagiarizovaný text v danom rozsahu vložený do Odevzdávárny, zložka 01_Nazor do 26.9.2011 9:00.

Animácie na lepšie pochopenie princípov celogenómového sekvenovania. Limitácie jednotlivých metód vychádzajú z pochopenia ich princípov.

SOLiD Sequencing

Illumina Sequencing

Pyrosequencing

Ion Semiconductor Sequencing

Hypotéza: Technológia celogenómového sekvenovania dostupná v Českej republike najefektívnejšie identifikuje SNP-y.

Do budúcej hodiny si zopakujte obsah prednášok 01 a 02. Dostanete 6 otázok, výlučne na terminológiu a základné princípy vyhodnocovania dát. Nie konkrétne detaily jednotlivých molekulárne genetických metód. 

Pred začatím hodiny vyplňte prosím Odpovědník. Obsahuje otázky na pochopenie pojmov z prednášok 01 a 02 za 6 bodov. Za nezodpovedanú otázku sa odrátavajú 2 body, za nesprávne zodpovedanú otázku dostanete čiatočný kredit alebo minimálne 0. Trúfnite si hádať. Veľa zdaru!

Hypotéza: Enteroagresívny bakteriálny kmeň Escherichia coli O104:H4 je patogénny kvôli génu pre Shiga-toxín

Na zodpovedanie dnešnej hypotézy potrebujete okrem sekvencií DNA aj základné informácie o funkcii daného génu a patogenite baktérií E. coli. Počiatočné informácie nájdete na uvedených stránkach Wikipedie.

Nabudúce test z piatich otázok z prednášky 03 a jednej z opakovania.

Ensembl databáza na prehľadávanie genómov.

Pred začatím hodiny vyplňte prosím Odpovědník. Obsahuje otázky na pochopenie pojmov z prednášok 01 až 03 za 6 bodov. Za nezodpovedanú otázku sa odrátavajú 2 body. Veľa zdaru!

Hypotéza: Nové ochorenie je spôsobené vírusom z čeľade Orthomyxoviridae.

Video prezentácia základných možností BLASTu.

Nabudúce test z piatich otázok z prednášky 04 a jednej z opakovania.

Pred začatím hodiny vyplňte prosím Odpovědník. Obsahuje otázky na pochopenie pojmov z prednášok 03 a 04 za 6 bodov. Za nezodpovedanú otázku sa odrátavajú 2 body. Veľa zdaru!

Otázka: Čo obsahuje de-novo osekvenovaný bakteriálny genóm?

Na budúcej hodine nebude test. Namiesto toho vyriešite následujúcu úlohu.

Baktéria Yersinia pestis, ktorá spôsobuje mor, sa za posledných 600 rokov, odkedy vyhubila viac než polovicu Európanov, zmenila veľmi málo. Ak by v rokoch 1347-1351 boli známe antibiotiká, účinkovali by proti tejto baktérii?

Použite túto literatúru, aby ste sa oboznámili s problematikou:

Bos et al. 2011. A draft genome of Yersinia pestis from victims of the Black Death. Nature.

Wagner et al. 2010. No resistance plasmid in Yersinia pestis, North America. Emerg. Infect. Dis. 16.

Nezaujíma ma správna odpoveď (nemáme dosť informácií, aby sme to jednoznačne potvrdili alebo vyvrátili). Utvorte si názor a nájdite údaje, ktoré Váš názor podporia. Budete pracovať s dvoch skupinách, abecedne A-Ja a Ji-N. Na komunikáciu máte vytvorené diskusné fóra, pričom za nápady v diskusii dostanete individuálne max. 3 body. Do 23.10. každá skupina vloží do Odevzdávárny jeden spoločný písomný názor v rozsahu max. 500 slov a 4 obrázky, ktorý bude obsahovať argumenty a analýzy, ku ktorým ste dospeli - za 3 body.

Video s postupom, ako som si predstavovala, že by ste úlohu riešili.

Video můžete také stáhnout a přehrát offline.

---

Technické řešení této výukové pomůcky je spolufinancováno Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Hypotéza: Gény kódujúce proteíny majú zloženie sekvencie odlišné než zbytok genómu.

EMBL databázy, vrátane Ensembl, sú do pondelka neprístupné kvôli údržbe, takže toto je sekvencia na cvičenie.

Nabudúce bude zase test, tentokrát z prednášok 05 a 06.

Hypotéza: Ochorenie je asociované s mutáciou v géne

Začnite rozmýšľať, akú tému si vyberiete pre Váš individuálny projekt, ktorý budete prezentovať pri skúške. Vašou úlohou je vymyslieť si hypotézu, ktorá sa dá testovať pomocou zostrojenia fylogenetických stromov. Hodnotení budete za správnosť vytvoreného alignmentu, analýzy maximálnej vierohodnosti (maximum likelihood), Bayesiánskej inferencie a za interpretáciu stromu vo vzťahu k zvolenej hypotéze.

Každý individuálny projekt musí byť dopredu schválený. Vložte preto do balíka tém Individuálny projekt:

1. Hypotézu, ktorú budete riešiť (názov témy) - 4 body.
2. Modelové ogranizmy a gény (zadanie).
3. Prístup k sekvenciám, ktoré plánujete použiť (accession numbers, sekvencie vo fasta formáte vložte do Odevzdávárny - 2 body).

Rozsah datasetu by nemal prekročiť 50 tisíc nukleotidov a mal by sa skladať aspoň z 20 sekvencií (Pozor! Nie 20 sekvencií po 50000 nukleotidov.).

Inšpiráciu môžete hľadať cez Web of Knowledge alebo Google Scholar s heslami phylogeny, evolution, a pod.

Konzultácie k individuálnym projektom budú po zbytok semestra na konci cvičenia, keď budete mať vypracované úlohy.

Termín: do 30.11. musí byť schválené zadanie vložené do ISu. Od 1.12. pridelím pre tých, ktorí ešte nebudú mať schválený individuálny projekt, zadanie. Bude zložité.

Pred začatím hodiny vyplňte prosím Odpovědník. Obsahuje otázky na pochopenie pojmov z prednášok 05 až 07 za 6 bodov. Za nezodpovedanú otázku sa odrátavajú 2 body. Veľa zdaru!

Hypotéza: Geografické rozšírenie veľkých mačiek korešponduje s ich fylogenetickými vzťahmi.

Prečítajte si článok Johnson et al. 2006. The late Miocene radiation of modern Felidae: A genetic assessment. Science 311: 73-77.

Správna interpretácia fylogenetického stromu evolúcie plazov a vtákov znamená, že dinosaury sa zmenili na vtákov:

Video From Dino to Turkey

Web stránka Tree of Life

Zadanie pre individuálny projekt do 30.11. Podrobné informácie v osnove pre prednášku 07.

Pred začatím hodiny vyplňte prosím Odpovědník. Obsahuje otázky na pochopenie pojmov z prednášok 06 až 08 za 6 bodov. Za nezodpovedanú otázku sa odrátavajú 2 body. Veľa zdaru!

Hypotéza: Substitučný model, ktorý detailne modeluje zmeny v sekvencii DNA, nie je vhodný na určenie genetických vzdialeností u hranostajov v Európe.

Zadanie pre individuálny projekt do 30.11. Podrobné informácie v osnove pre prednášku 07.

Pozor, mením pravidlá! 

Vytvorenie hypotézy (4 body) a zostavenie datasetu pre Individuálne projekty (2 body) bude bodované namiesto jedného testu.

Pred začatím hodiny vyplňte prosím Odpovědník. Obsahuje otázky na pochopenie pojmov z prednášok 07 až 09 za 6 bodov. Za nezodpovedanú otázku sa odrátavajú 2 body. Veľa zdaru!

Hypotéza: Rozdiely v echolokácii netopierov rodu Pipistrellus predstavujú rozdiely medzi kryptickými druhmi.

V učebných materiáloch môžete nájsť súbor NJ.xls, v ktorom sú nastavené výpočty NJ stromu z malého alignmentu z nekorigovaných p-vzdialedností. Meňte jednotlivé písmená alignmentu, aby ste videli, ako výpočet reaguje. Správne bude fungovať len vtedy, keď sa v prvej iterácii spoja sekvencie a,b.

Blahoželám Andree Janotovej, ktorá ako prvá získala plný počet bodov za prácu počas semestra!

Zadanie pre individuálny projekt do 30.11. Podrobné informácie v osnove pre prednášku 07. Vytvorenie hypotézy (4 body) a zostavenie datasetu pre Individuálne projekty (2 body) bude bodované namiesto jedného testu.

Tento týždeň nebude bodovaný test, ale vaša ochota vymyslieť si hypotézu a zostaviť dataset pre individuálny projekt.

Hypotéza: Jedlé druhy mrkvovitých rastlín sú fylogeneticky príbuzné.

Termíny skúšky sú 19.12.2011 a 9.1.2012 od 9:00. Požiadavky nájdete v popise termínu a bodovaciu škálu na úvodnej stránke tejto osnovy.

Pozor! Zadanie pre individuálny projekt musí byť schválené a v ISe do 30.11. Po tomto termíne budem náhodne priraďovať zložité projekty. Podrobné informácie v osnove pre prednášku 07. Vytvorenie hypotézy (4 body) a zostavenie datasetu pre Individuálne projekty (2 body) bude bodované namiesto jedného testu.

Pred začatím hodiny vyplňte prosím Odpovědník. Obsahuje otázky na pochopenie pojmov z prednášok 10 a 11 za 6 bodov. Za nezodpovedanú otázku sa odrátavajú 2 body. Veľa zdaru!

Hypotéza: Pliesňové ochorenie syndróm bieleho nosa postihuje nepríbuzné netopiere.

Termíny skúšky sú 19.12.2011 a 9.1.2012 od 9:00. Požiadavky nájdete v popise termínu a bodovaciu škálu na úvodnej stránke tejto osnovy. Počet bodov, ktoré ste ku skúške už získali, máte v poznámkovom bloku Skúška - Terminológia, princípy.

Pred začatím hodiny vyplňte prosím Odpovědník. Obsahuje otázky na aplikáciu poznatkov z prednášok za 6 bodov. Za nezodpovedanú otázku sa odrátavajú 2 body. Zložitosť otázok je rovnaká ako na skúške. Na pochopenie zadania potrebujete dobre rozumieť pojmom a princípom z prednášok, na čo ste dobre pripravení z testov z celého semestra. Prípadne si to ešte zopakujte cez nebodovaný test Opakovanie. Veľa zdaru!

Hypotéza: Evolučná história druhu je odlišná od evolučnej histórie génu.

Colosimo et al. 2005. Widespread parallel evolution in sticklebacks by repeated fixation of ectodysplasin alleles. Science 307: 1928-1933. - pozrite si obrázok 3.

Termíny skúšky sú 19.12.2011 a 9.1.2012 od 9:00. Požiadavky nájdete v popise termínu a bodovaciu škálu na úvodnej stránke tejto osnovy. Počet bodov, ktoré ste ku skúške už získali, máte v poznámkovom bloku Skúška - Terminológia, princípy.