Introducción a la Bioinformática

Nombre de la asignatura: Introducción a la Bioinformática
Carrera: Ingeniería Bioquímica
Clave de la asignatura: BTF-1003
Horas teoría-horas práctica-créditos 2- 4- 8
2.- HISTORIA DEL PROGRAMA
Lugar y fecha de
elaboración o revisión
ITLP octubre de 2008
ITLP noviembre de
2008
Agosto de 2009
Participantes
Academia
de
Bioquímica
e
investigadores
de
CIBNOR
Academia
de
Bioquímica
e
investigadores invitados
de CICIMAR, CIBNOR y
UABCS
Academia
de
Bioquímica.
M.C. Reyna de Jesús
Romero
Geraldo
(Elaboró) , M.C. Jesús
Ignacio
González
García, M.C. Mauricio
S. Rodríguez Ojeda
Observaciones
(cambios y justificación)
Análisis de la pertinencia
Desarrollo del contenido de
la
especialidad.
Y
elaboración de contenidos
sintéticos de los programas
de estudio.
Desarrollo del programa por
unidades de aprendizaje,
para el registro de la
especialidad, según retícula
2005.
3.- UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA
a) Relación con otras asignaturas del plan de estudio
b). Anteriores
Ap
ort
Asignaturas
Temas
ac Tecnologías de la
Todos
ió
Información
n
Biología
Evolución
de
Bioquímica II
Todos
la
as Métodos numéricos
Todos
ig
natura al perfil del egresado
Posteriores
Asignaturas
Temas
Ninguno
El egresado aplicará herramientas de la información a los problemas presentados por la
biología y la medicina. Además integrará la tecnología, la biología y la computación a través
del manejo de bases de datos biológicos; procesos metabólicos y genética de poblaciones.
Sus conocimientos le permitirán analizar secuencias de ADN y secuencias de aminoácidos,
utilizando distintos tipos de algoritmos.
4.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO
El alumno utilizará las principales fuentes de información biológica y herramientas para su
análisis en Internet. Identificará el impacto de las tecnologías de la información genética y sus
aplicaciones en el entorno de la investigación biomédica y la práctica clínica.
5.- TEMARIO
Unidad
Temas
1
Aspectos históricos y
filosóficos de la biología
evolutiva
2
Contenidos de sistemas
operativos y lenguajes de
programación aplicados en
Bioinformática
3
Extracción de datos,
anotación, diseño y manejo
de bases de datos.
4
Búsqueda de homólogos
en bases de datos BLAST
5
Alineamiento
secuencias múltiples
6
Aplicaciones
Bioinformática.
de
de
la
Subtemas
1.1. .Conceptos básicos de filogenia
1.2. conceptos de evolución molecular
.2.1. Que es la Bioinformática
2.2. Requerimientos computacionales
2.3. Recursos disponibles en Internet
2.4. Complejidad de los algoritmos
2.5. Incorporación del conocimiento
biológico a los algoritmos
3.1. Alineamiento y tipos de alineamiento
3.2. Alineamientos pareados.
3.3. Matrices BLOSUM y PAM de
sustitución de proteínas.
4.1. Como preparar una base de datos de
secuencias para BLAST
4.2. Formatos de secuencias
4.3. Cómo hacer una búsqueda BLAST
contra una base de datos de secuencias.
4.4. Cómo interpretar los alineamientos
obtenidos y sus puntuaciones.
4.5. Ejemplo de aplicación de BLAST.
5.1. Conceptos de alineamiento múltiple
5.2. Herramientas en línea y locales para
alineamientos múltiples.
5.3. Formatos comunes de alineamientos
múltiples.
6.1. Proyecto Genoma Humano
6.2. Investigación pos genómica:
Genómica individual, funcional y
proteomica.
6.3. Bioinformática clínica.
6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS




Principios de programación..
Manejo de computadora y paquetería de programación office.
Conceptos del metabolismo de proteínas y ácidos nucleicos.
Manejo de Internet
7.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS
1. Realizar investigación sobre los principios básicos de la evolución molecular
2. Exposición teórica de los distintos contenidos del curso.
3. Formación práctica, mediante el empleo de ordenadores en el apartado de fuentes de
información y análisis de datos.
4. Lectura crítica de artículos científicos.
5. Realizar búsquedas de información sobre Bases de datos.
6. Discusiones grupales en el estudio de estructuras tridimensionales evaluando parentescos
evolutivos.
7. Visitas a centros de investigación.
8. Realización de trabajos prácticos de temas específicos.
9. Asistencia a conferencias y congresos de temática relacionada con la especialidad.
8.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN
1. Presentación de seminarios de discusión de resultados
2. Asistencia, participación y reporte de prácticas y experimentos
3. Resultados de proyecto final
9.- UNIDADES DE APRENDIZAJE
UNIDAD 1.- Aspectos históricos y filosóficos de la biología evolutiva.
Objetivo
Educacional
El alumno identificará
los aspectos
filosóficos de la
evolución
Fuentes de
Información
Investigar la evolución bioquímicamente Todos
entre las moléculas de un antepasado
común.
Diseñar glosario de termino útiles en
biología evolutiva
Actividades de Aprendizaje
UNIDAD 2.- Contenidos de sistemas operativos y lenguajes de programación aplicados
en bioinformática.
Objetivo
Educacional
El alumno conocerá y
aplicará los
conocimientos para
entender la
programación
aplicada en
Bioinformática.
Fuentes de
Información
Trabajar en equipo en el manejo de los Todos
algoritmos.
Usar conceptos apropiados sobre los
contenidos de sistemas operativos.
Revisar información en páginas Web sobre
la disponibilidad de bases de datos.
Actividades de Aprendizaje
UNIDAD 3.- Extracción de datos, anotación, diseño y manejo de bases de datos.
Objetivo
Educacional
El alumno conozca y
Fuentes de
Información
Clasificar las bases de datos según la Todos
Actividades de Aprendizaje
adquiera habilidades
en el manejo de
bases de datos con
diversos algoritmos
información que puedan proporcionar.
Aplicar los formatos de diversas matrices de
sustitución para trazar parentesco evolutivo
lejano.
Crear un ensayo sobre los pros y los
contras de las bases de datos disponibles
en la web.
UNIDAD 4.- Búsqueda de homólogos en bases de datos BLAST
Objetivo
Educacional
El alumno realice un
proyecto sobre la
búsqueda de
homología en
moléculas que
desciendan de un
antepasado común.
Fuentes de
Información
Plantearse problemas para identificar el
Todos
parentesco entre algunas especies.
Comparar alineamiento de secuencias
pares y estimar sus semejanzas o
diferencias.
Actividades de Aprendizaje
UNIDAD 5.- Alineamiento de secuencias múltiples
Objetivo
Educacional
El alumno realice un
proyecto sobre la
búsqueda de
homología en
moléculas que
desciendan de un
antepasado común.
Fuentes de
Información
Identificar los métodos desarrollados
Todos
basados en alineamiento de secuencias.
Modelar con paquetes computacionales
las estructuras tridimensionales de
moléculas proteicas.
Identificar los métodos de comparación
de secuencias para detectar secuencias
repetidas de modo imperfecto.
Actividades de Aprendizaje
UNIDAD 6.- Aplicaciones de la Bioinformática.
Objetivo
Fuentes de
Actividades de Aprendizaje
Educacional
Información
El alumno conocerá
Integrar equipos de investigación básica
Todos
los avances de la
y aplicada modelando las epidemias y
genómica funcional
generando estrategias que permitan
con el uso de las
analizar la evolución de las mismas.
herramientas
Investigar sobre el desarrollo y la
Bioinformática.
implementación de la tecnología de
GeneChips, expresión génica, mapeo,
rastreo
de
polimorfismos,
descubrimiento de genes y desarrollo de
algoritmos diagnósticos.
10.FUENTES DE INFORMACIÓN
1.Pevssner, J. (2003) Bioinformatics and funtional Genomics. John-Wiley& Sons Inc. First
Ed. USA.
2.Mount, D. W. (2004). Bioinformatics Seuqences and Genome Analysis. Cold Spring
Harbor Laboratory Press, USA, 2nd Edition.
3.Baxevanis, A.D. et al. (2001) Bioinformatics: A practical Guide tothe Analysis of Genes
and Proteins, 2nd Edition. Wiley Interscience.
4.Gibas, C. Jambeck, P. (2001) Developing Bioinformatics computer skills. O’Reilly.
5.Causton, H.C. (2003). A Beginner’s Guide Microarray Gene Expression Data Analysis.
Blackwell Science Ltd.
11. PRÁCTICAS
1. Tratamiento de datos, estadísticas.
2. Alineamientos de secuencias por pares
3. Modulo práctico del manejo de BLAST
4. Alineamiento de secuencias múltiples
5. Manejo de herramientas en línea para alineamientos múltiples.
6. Elaborar un proyecto para el desarrollo de emprendimientos biotecnológicos.