1. SylabUZ
2. Wydział Nauk Biologicznych
3. semestr zimowy 2020/2021
4. Biologia / Biologia molekularna - drugiego stopnia z tyt. magistra
5. Techniki rekonstrukcji filogenezy

Wygeneruj PDF dla tej strony

Techniki rekonstrukcji filogenezy - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

Zdobycie wiedzy na temat charakterystyki i budowy drzew filogenetycznych i ich istotnych parametrów. Rozumienie znaczenia topologii drzewa filogenetycznego, generowania kladów i węzłów. Rozumienie przeznaczenia drzew różnego typu (filogramy, kladogramy, drzewa nieukorzenione). Zdobycie wiedzy na temat algorytmów stosowanych do konstrukcji drzew filogenetycznych. Zdobycie umiejętności konstruowania molekularnych drzew filogenetycznych w oparciu o różne algorytmy obliczeniowe i różne programy. Opanowanie umiejętności weryfikacji wiarygodności wygenerowanych drzew filogenetycznych. Zdobycie umiejętności interpretacji wyników i pobierania informacji wynikającej z drzew filogenetycznych. Rozumienie mechanizmów ewolucyjnych na poziomie molekularnym.

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

Umiejętność obsługi komputera i Internetu. Umiejętność korzystania z biologicznych baz danych sekwencji aminokwasowych i nukleotydowych.

Zakres tematyczny

Wykład: Etapy konstruowania drzew filogenetycznych. Oszacowanie i analiza istotności obserwowanego podobieństwa porównywanych sekwencji. Obliczanie dystansów ewolucyjnych. Główne cechy charakteryzujące drzewa filogenetyczne. Drzewa ukorzenione i nieukorzenione. Różne formy graficznego przedstawienia drzew filogenetycznych - kladogramy, filogramy i drzewa nieukorzenione. Zakres zastosowań drzew filogenetycznych w analizie zmienności ewolucyjnej i pokrewieństwa. Porównywanie drzew filogenetycznych. Format Newick. Teoretyczne podstawy algorytmów stosowanych do generowania drzew filogenetycznych. Metoda najbliższego sąsiedztwa, metoda największej oszczędności, metoda największej szansy, wnioskowanie bayesowskie - charakterystyka i zastosowanie. Programy do generowania drzew filogenetycznych. Tworzenie konsensusowych drzew filogenetycznych. Wykrywanie ewolucji adaptacyjnej - program CodeML. Porównanie drzew filogenetycznych wygenerowanych w oparciu o analizę sekwencji nukleotydowych i odpowiadających im sekwencji aminokwasowych. Wybrane analizy filogenetyczne (np. z wykorzystaniem programu Python).

Laboratorium: Praktyczne ćwiczenia konstruowania drzew filogenetycznych oraz wykorzystanie wybranych metod sztucznej inteligencji do rekonstrukcji filogenezy.

Metody kształcenia

Wykład z prezentacjami multimedialnymi oraz korzystaniem z białkowych baz danych online oraz specjalistycznego oprogramowania bioinformatycznego do konstruowania, wizualizacji i analizy molekularnych drzew filogenetycznych. Laboratorium – wybrane analizy filogenetyczne: konstruowanie drzew filogenetycznych, wykorzystanie wybranych metod sztucznej inteligencji do rekonstrukcji filogenezy.

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Wykład – pisemny egzamin złożony z 10 pytań. Na pozytywną ocenę (dostateczny) należy udzielić prawidłowych odpowiedzi przynajmniej na 6 pytań (60%). Laboratorium - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, przewidzianych do realizacji w ramach programu laboratorium.

Literatura podstawowa

1. Bioinformatyka i ewolucja molekularna, Paul G. Higgs, Teresa K. Attwood, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011.

2. Łatwe drzewa filogenetyczne - poradnik użytkownika, Barry G. Hall, Warszawa 2008.

Literatura uzupełniająca

Fundamentals of Molecular Evolution, Dan Graur, Wen-Hsiung Li, 2000.

Uwagi

Zmodyfikowane przez dr hab. inż. Andrzej Kasperski, prof. UZ (ostatnia modyfikacja: 23-04-2020 19:14)