% BIF7101 — Bioinformatique des structures % UQAM — Département d'informatique % Plan de cours — Hiver 2020 * Horaires, locaux et enseignants: Responsable(s) du cours ======================= Coordination ------------ Makarenkov, Vladimir PK-4815 poste 3870 Enseignement ------------- Reinharz, Vladimir PK-4320 poste 8214 Les étudiants doivent consulter régulièrement leur courriel UQAM, moyen de communication du professeur avec le groupe-cours. Description du cours ==================== Ce cours vise à étudier des algorithmes, techniques et ressources logicielles appliquées aux structures en biologie moléculaire (arbres de phylogénie, structures tridimensionnelles des familles de protéines, réseaux). Sommaire du contenu ------------------- Construction des arbres de phylogénie. Prédiction de la structure secondaire de l'ARN et algorithmes de repliement. Comparaison des structures secondaires de l'ARN. Structures des protéines (secondaire, tertiaire, quaternaire). Classification des protéines. Interactions entre protéines. Visualisation des protéines. Simulation des voies de régulation. Ordinateurs biologiques. Modalité d'enseignement ----------------------- Ce cours comporte deux séance obligatoire de laboratoire (3 heures) afin de compléter les TDs. Préalables académiques ---------------------- - Bonne compréhension des algorithmes de bases, et des principes fondamentaux de la biologie moléculaire (ARN, ADN, Protéines). - Programmation de base en Python. Modalités d'évaluation ====================== Outil d'évaluation Pondération Échéance ------------------------ ------------- ------------------- TD 1 Phylogénie 15% Semaine 7 TD 2 ARNs 15% Semaine 12 Projet de session 40% Semaine 15 Présentation d'article 20% Semaines 14 et 15 Participation 10% Travaux dirigés (TDs) --------------------- Les TDs seront de petits exercices qui touchent directement la matière enseignée les semaines précédentes. Les énoncés seront donnés durant un cours qui sera consacré à le compléter, dans le local PK-4605. Les TDs complétés devront êtres complétés et remis 3 semaines après électroniquement sur Moodle. Les travaux en retards ne seront pas acceptés. Même si les TDs doivent être fait individuellement, je vous encourage à discuter entre vous. Par contre, ces discussions ne doivent pas partager directement des solutions complêtes. Je vous demande d'indiquer sur vos soumissions le noms des personnes avec qui vous avez discuté durant vos TDs. Projet de session ----------------- Les projets de session sont à faire en équipe de deux étudiant-e-s. Les équipes devront définir et envoyer un énoncé de projet au plus tard le **13 février 2020**. Chaque équipe devra rencontrer le professeur au moins une fois durant la session pour discuter l'avancement de son projet. Une date sera déterminée en mars. Un rapport écrit sous forme d'article en format **PDF** est à remettre au plus tard le **27 avril 2020** sur Moodle. Vous devez remettre toutes les annexes que vous avez générées dans un dossier compressé (.zip ou .tar.gz). N'oubliez pas de bien les identifier et les commenter. Le rapport principal sera de 8 pages maximum et comprendra les sections suivantes : 1. Un résumé de votre étude 2. Une introduction 3. Méthodologie 4. Résultats et discussions 5. Conclusion 6. Références Chaqu'une de ces sections devra avoir les références appropriés provenant de la littérature scientifique. Wikipedia ne doit pas être cité, mais est une très bonne ressource afin de trouver des articles pertinants. Présentation d'article ---------------------- Chaque étudiant devra choisir d'ici le **21 février 2020** un article à présenter, dans la liste qui sera fournit par le professeur au plus tard le **1er février 2020**. Une présentation de 16 minutes, incluant 2 minutes de questions, devra être faite. Les présentation auront lieu l ors des deux derniers cours du semestres. Chaque personne devra rencontrer le professeur 1 fois, au moins 10 jours avant sa présentation, afin de discuter de l'article. Calendrier détaillé du cours ============================ -------------------------------------------------------------------------- \# Semaine du Activités ------------------------- ------------------------- ---------------------- 1 6 janvier 2020 Plan de cours, introduction, contexte, problèmes 2 13 janvier 2020 Modèles d'évolution. Méthodes de distance 3 20 janvier 2020 Méthode du maximum de parcimonie, Exploration de l'espace des topologies 4 27 janvier 2020 Méthode du maximum de vraisemblance, Bootstrap, Méthodes bayésiennes 5 3 février 2020 **TD 1** 6 10 février 2020 Structures d'ARNs, ensemble et probabilités des paires de bases. **Remise de l'énoncé du projet**. 7 17 février 2020 Alignmements d'ARNs, mutations compensatoires, alignement et repliement simulatané. **Remise TD 1** et **sélection de l'article à présenter**. \- 24 février 2020 Relâche 8 2 mars 2020 Repliement inverse d'ARNS. Structures tri-dimensionnelles. 9 9 mars 2020 **TD 2** 10 16 mars 2020 Structures de protéines, évolution des méthodes de prédictions, méthodes de réseaux de neurones. 11 23 mars 2020 Protéines: classifications, intéractions, réseaux. **Remise TD 2** 12 30 mars 2020 Introduction à l'apprentissage automatique supervisé 13 6 avril 2020 Apprentissage supervisé et non supervisé, évaluation de l'apprentissage 14 13 avril 2020 Applications de l'apprentissage automatique en bioinformatique / Présentations 15 20 avril 2020 Présentations -------------------------------------------------------------------------- Médiagraphie ============ - Joseph Felsenstein, Inferring Phylogenies, Sinauer Associates, 2003 - Daniel H. Huson, Regula Rupp, Celine Scornavacca, Phylogenetic Networks: Concepts, Algorithms and Applications, Cambridge University Press, 2011. - Peter Clote and Rolf Backofen, Computational Molecular Biology: An Introduction, Wiley, 2000. - Richard Durbin, Sean R. Eddy, Anders Krogh, and Graeme Mitchison, Biological Sequence Analysis, Cambridge University Press, 1998. - Jan Gorodkin and Walter Russo, RNA Sequence, Structure, and Function: Computational and Bioinformatics Methods, Humana Press, 2014. - Thomas E. Creighton, Proteins: structures and molecular properties, W. H. Freeman, 1993