BM122: Bioinformatik IV: Modellering og simulering af biologiske systemer (5 ECTS)

STADS: 0104141

Niveau


Undervisningsperiode

Forårssemestret.

Ansvarlige undervisere
Email: ptr@bmb.sdu.dk

Yderligere undervisere
hgp@mip.sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Indgangskrav:
Ingen

Faglige forudsætninger:
BM131 Introduktion til bioinformatik, DM01 Struktureret programmering og MM02 Matematik B skal være bestået.

Kursusintroduktion
Formålet med kurset er at give en introduktion til modellering og simulering af biologiske systemer. Deltagerne vil få indblik i en række computer-baserede metoder til løsning af komplekse problemstillinger inden for området. Hovedvægten vil blive lagt på:

1) biomolekylær struktur og modellering,
2) simuleringsteknikker, og
3) optimeringsmetoder.

Forventet læringsudbytte
Når kurset er færdigt forventes den studerende at kunne

• forklare og redegøre for de grundlæggende teoretiske og beregningsmæssige principper bag molekyldynamik og strukturbestemmelse af bio-molekyler.
• beskrive og redegøre for såvel bundne som ikke-bundne vekselvirkninger i biomolekylære systemer.
• redegøre for metoder til håndtering af stive bindinger (klassisk mekanik med bånd).
• redegøre for de ensembler (mikro-kanonisk, kanonisk), der typisk benyttes i molekyldynamik.
• udlede og opstille de klassisk mekaniske bevægelsesligninger for et biomolekylært system, samt redegøre for hvordan disse kan løses ved anvendelse af numeriske metoder.
• foretage en vurdering af de forskellige metoders nøjagtighed og brugbarhed i studiet af bio-molekylære systemer.
• implementere et molekyldynamikprogram, der kan simulere et biomolekylært system.
• redegøre for og anvende lokale og globale optimeringsmetoder i studiet af biomolekylære systemer.
• beskrive protein- og nukleinsyrestrukturer.
• redegøre for proteinfoldning og misfoldning.
• implementere et computerprogram til bestemmelse af proteinstrukturer ved at kombinere molekyldynamikteknikker med optimeringsmetoder.

Emneoversigt
• Biomolekylær struktur og modellering
• Computational challenges
• Protein foldning og misfoldning
• Anvendelser
• Proteinstruktur
• Nukleinsyrestruktur
• Computer-baserede metoder til bestemmelse af biomolekylær struktur
• Atomare og molekylære vekselvirkninger
• Molekyledynamik
• Optimering
• Grundlæggende optimeringsmetoder
• Globale optimeringsmetoder
• Anvendelse: Bestemmelse af proteinstruktur


Litteratur

• Tamar Schlick: Molecular Modeling and Simulation, Springer, 2002.
• Udvalgte artikler og noter. .

Pensum
Se pensumbeskrivelse.

Kursets hjemmeside
Dette kursus benytter e-learn (blackboard).

Forudsætningsprøver
Ingen

Eksamen- og censurform:
En afsluttende projektopgave med mundtlig eksamination. Projektet skal laves i grupper på 2-3 studerende. Den mundtlige eksamen vil være individuel og vil bestå af en præsentation af projektet. Præsentation må have en varighed på højest 30 min. og vil blive efterfulgt af spørgsmål til projektet og de i kurset gennemgåede emner. Intern censur. Karakter efter 7-skalaen.

Vejledende timetal
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.

Forelæsninger (20 timer), derudover projektarbejde.
Aktiviteter i studiefasen

Sprog
Dette kursus undervises på dansk.

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Denne kursusbeskrivelse var gyldig fra 1. februar 2007 til 31. januar 2009.