% BIF4100 — Introduction à la bioinformatique % UQAM — Département d'informatique % Plan de cours — Automne 2021 * Horaires, locaux et enseignants: Responsable(s) du cours ======================= Coordination ------------ Makarenkov, Vladimir PK-4815 Enseignement ------------- Calderon, Virginie PK-4115 Groupes: 020 Description du cours ==================== Ce cours permettra à l'étudiant de connaître les principaux outils informatiques utilisés pour le traitement des données associées aux analyses de l'ADN génomique, de molécules d'ADN complémentaires et de protéines. L'étudiant apprendra comment utiliser ces outils afin d'en retirer l'information pertinente pour répondre à des questions biologiques précises. Sommaire du contenu ------------------- Ce cours présente les principaux algorithmes, techniques et ressources logicielles couramment utilisés pour les comparaisons et les alignements (simples et multiples) de séquences d'ADN et de protéines, et pour l'interrogation des bases de données et autres ressources en biologie disponibles sur le Web. Le cours traite aussi du séquençage et de l'assemblage de biomolécules (ADN, ARN, protéines), du traitement des données de transcriptomes, de prédiction et d'annotation des séquences fonctionnelles, d'épissage alternatif, et de réarrangements et comparaison de génomes. Modalité d'enseignement ----------------------- Ce cours se déroule dans une salle du laboratoire informatique PK-S1580. Préalables académiques ---------------------- - BCB2240 - Génétique et biologie moléculaire (peut être concomitant) Contenu du cours ================ Ce cours est divisé en cinq grands chapitres. Dans chaque chapitre, nous définirons la problématique de base, donnerons un aperçu des principaux algorithmes, exacts ou heuristiques, et apprendrons à utiliser les outils informatiques disponibles. Chapitre 1 : Séquences biologiques et banques de données bioinformatiques ------------------------------------------------------------------------- Types de séquences, diversité des bases de données de séquences. Problèmes informatiques liés au séquençage de nucléotides, séquençage direct, séquençage aux deux extrémités, séquençage par hybridation, séquençage de seconde et troisième générations. Techniques d'assemblage de fragments. Séquençage de protéines. Chapitre 2 : Comparaison de séquences ------------------------------------- Techniques de comparaison de séquences. Alignement de paires de séquences, distance et similarité. Comparaisons globales et locales. Brèches et matrices de score. Alignements multiples de séquences. Algorithmes de programmation dynamique, heuristiques. Chapitre 3 : Structures des génomes ----------------------------------- Anatomie des génomes procaryotes et eucaryotes. Virus. Prédiction de gènes, annotations. Profils de séquences. Densité des gènes. Domaines. Éléments répétitifs, satellites. Opérons. Chapitre 4 : Expression des gènes --------------------------------- Transcription, traduction, régulation. Transcription alternative. Définition de gène. Outils et bases de données. Chapitre 5 : Génomique comparée ------------------------------- Principales opérations de réarrangements. Transferts horizontaux. Duplications et perte de gènes. Famille de gènes. Gènes orthologues et paralogues. Polymorphismes. Haplotypes. Identification d'unités fonctionnelles. Facteurs de transcription et sites de liaison. Synténies. Métagénomique. Calendrier détaillé du cours ============================ Semaine Date Activité --------- ------------------- ------------------------------ 1 07 septembre 2021 Introduction 2 14 septembre 2021 Chapitre 1 - cours 3 21 septembre 2021 Chapitre 1 - pratique 4 28 septembre 2021 Chapitre 2 - cours 5 05 octobre 2021 Chapitre 2 - pratique 6 12 octobre 2021 Chapitre 3 - cours 7 19 octobre 2021 Chapitre 3 - pratique 8 26 octobre 2021 Présentations orales 9 02 novembre 2021 Présentations orales (suite) 10 09 novembre 2021 Chapitre 4 - cours 11 16 novembre 2021 Chapitre 4 - pratique 12 23 novembre 2021 Chapitre 4 - pratique 13 30 novembre 2021 Chapitre 5 - cours 14 07 décembre 2021 Chapitre 5 - pratique 15 14 décembre 2021 Examen final Modalités d'évaluation ====================== Outil d'évaluation Pondération Échéance ---------------------------------------- ------------- ----------------- Revue d'outil bioinformatique: Oral 20% Semaines 8 et 9 Revue d'outil bioinformatique: Rapport 20% Semaine 8 Travail pratique 20% Semaine 6 Examen final 40% Semaine 15 Oral ---- Les projets à étudier seront distribués 4 semaines avant la date de présentation. Chaque exposé aura une durée de 15 minutes avec un support électronique suivi d'une période de questions. Ce travail se fera en équipe de deux ou trois étudiants-es. Rapport ------- Le rapport sera de 12 pages maximum comprenant les sections suivantes : - Un résumé de votre étude (1/2 page) - Introduction (2 pages) - Méthodologie (2 à 3 pages) - Résultats et discussions (4 à 5 pages) - Conclusion (1 page) - Références (1 page) Travail pratique (TP) --------------------- Le TP portera majoritairement sur le contenu du plan de cours. La remise du TP se fera électroniquement (les détails techniques seront donnés en classe). Plusieurs remises peuvent être faites, seule la plus récente sera considérée. Aucun retard ne sera accepté pour le TP. Examen final ------------ Un examen écrit aura lieu à la semaine 15. Règles concernant le seuil de passage ------------------------------------- L'étudiant-e doit obtenir une moyenne cumulée et pondérée aux quiz, au travail pratique et à l'examen final supérieure ou égale à 50% Si ce seuil n'est pas atteint, la mention échec sera attribuée au cours. Médiagraphie ============ Il n'y a pas de manuels obligatoires pour ce cours. Le matériel pédagogique sera accessible sur Moodle.