% BIF7101 — Bioinformatique des structures % UQAM — Département d'informatique % Plan de cours — Hiver 2021 * Horaires, locaux et enseignants: Responsable(s) du cours ======================= Coordination ------------ Makarenkov, Vladimir PK-4815 Enseignement ------------- Reinharz, Vladimir PK-4320 Groupes: 030 Les étudiants doivent consulter régulièrement leur courriel UQAM, moyen de communication du professeur avec le groupe-cours. Information =========== Mattermost ---------- Toutes les discussions relatives au cours se feront sur le [Mattermost BIF7101](https://mattermost.info.uqam.ca/signup_user_complete/?id=cp3f7wat938rfmifoswphcweic). Zoom ---- Pour l'instant, il y a un seul lien Zoom pour tous les cours et rencontres : . Ce lien est accessible en sous-titre du *channel* cours sur le **Mattermost**. En cas de changement, cela sera annoncé par courriel et sera changé sur le Mattermost. 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 10 à 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 (ou Zoom). 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 ou individuellement. Le projet consistera a prendre un article récent et en reproduire les résultats. Les équipes devront définir et envoyer un énoncé de projet au plus tard le **1er février 2021**. 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 février. Un rapport écrit en format **PDF** est à remettre au plus tard le **5 mai 2021** 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 5 pages maximum et comprendra les sections suivantes : 1. Un résumé de l'article à reproduire 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 enregistrer un vidéo de 15min sur l'article qu'il essaye de reproduire. Les vidéos seront à remettre durant la deuxième moitié du trimestre. Calendrier détaillé du cours ============================ \# Plan ---- ---------------------------------------------------------------------------- 1 Plan de cours, introduction, contexte, problèmes 2 Modèles d'évolution. Méthodes de distance 3 Méthode du maximum de parcimonie, Exploration topologies **Choix article** 4 Méthode du maximum de vraisemblance, Bootstrap, Méthodes bayésiennes 5 **TD 1** 6 Structures d'ARNs, ensemble et probabilités des paires de bases. 7 Relache 8 Alignmements d'ARNs, et mutations. **Remise TD 1**. 9 Repliement inverse d'ARNS. Structures tri-dimensionnelles. **Vidéo** 10 **TD 2** **Vidéo** 11 Structures de protéines. **Vidéo** 12 Protéines: classifications, réseaux. **Remise TD 2** **Vidéo** 13 Introduction à l'apprentissage automatique **Vidéo** 14 Évaluation de l'apprentissage **Vidéo** 15 Applications de l'apprentissage automatique en bioinformatique **Vidéo** 16 Applications de l'apprentissage automatique en bioinformatique **Projet** 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