Departamento de Informática (UM)

Bioinformática

14827 [ME79ME7903003064]

Mestrado em Engenharia Biomédica [MEB]

S1

Miguel Francisco Almeida Pereira Rocha

Objetivos

A unidade curricular aborda por um lado diversos métodos e tecnologias computacionais e por outro os problemas biomédicos nos quais estes têm aplicabilidade. Os conteúdos programáticos incluem ambas estas vertentes. Assim, o objetivo 1 é mapeado essencialmente pelos pontos 1 a 10 do programa. Os objetivos 2 a 4 refletem a componente de orientação ao problema sendo abordado nos pontos 4 a 9 do programa. Finalmente, o objetivo 5 relaciona-se com os pontos 11 a 13 do programa, que é abordado de forma transversal com a implementação de programas usando a linguagem de programação Python.

Programa

1. Introdução: conceitos e definições básicas em Bioinformática.
2. Representações computacionais de dados e sequências biológicas.
3. Bases de dados biológicas.
4. Algoritmos básicos de manipulação de sequências (o dogma central e suas variantes).
5. Alinhamento e similaridade de sequências.
6. Pesquisa de sequências similares em bases de dados.
7. Procura e descoberta de padrões (motifs) a partir de sequências.
8. Análise filogenética.
9. Análise de dados de expressão genética e outros dados experimentais (ómicos): pré-processamento, análise estatística, aprendizagem máquina supervisionada e não supervisionada.
10. Noções básicas de modelação e Biologia de Sistemas.
11. Implementação de programas e tarefas de Bioinformática e análise de dados em Python.
12. Utilização dos recursos do repositório BioPython e outras bibliotecas Python implementando algoritmos de Bioinformática.
13. Utilização de bibliotecas de processamento e análise de dados científicos em Python.

Bibliografia

Rocha, M. & Ferreira, P. (2018). Bioinformatics algorithms: design and implementation in Python. London: Academic Press, Elsevier.

Mount, D. (2005). Bioinformatics: sequence and genome analysis. Cold Spring Harbor, N.Y: Cold Spring Harbor Laboratory Press.

Baxevanis, A. & Ouellette. (2005). Bioinformatics: a practical guide to the analysis of genes and proteins. Hoboken, N.J: Wiley.

Compeau, P. & Pevzner, P. (2014). Bioinformatics algorithms: an active learning approach. La Jolla, CA: Active Learning Publishers.

Couto, F. (2019). Introdução à Bioinformática Via Linha de Comando: Gradiva.

Resultados da aprendizagem

- Definir os principais conceitos no campo da Bioinformática e na análise de dados biomédicos.

- Conhecer a classes de algoritmos, aplicações e bibliotecas de programação apropriadas para a resolução dos principais problemas na Bioinformática e na análise de dados biomédicos.
- Aplicar software disponível para a resolução de problemas surgidos no laboratório ou em projetos de investigação biomédicos.
- Avaliar criticamente as aplicações de software disponíveis para tarefas bioinformáticas ou de análise de dados biomédicos.
- Construir programas simples usando software disponível ao nível de bibliotecas de programação para a resolução de tarefas bioinformáticas ou de análise de dados biomédicos.

Método de avaliação

A unidade curricular terá dois elementos de avaliação:

1. trabalhos práticos a realizar em grupos durante o semestre, que envolvem a exploração de ferramentas e a programação (peso de 50 a 70% da nota final; nota mínima de 10 valores)
2. teste escrito individual realizado no final do semestre (peso de 30 a 50% da nota final; nota mínima de 8 valores).
Serão admitidos a exame de recurso os alunos que não tenham atingido a nota mínima na componente (2.) ou não tenham atingido uma média ponderada de 10 valores no final.

Funcionamento

Turno: T 1; Docente: Alexandre Rafael Machado Oliveira; Dep.: DEB; Horas: 2.
Turno: T 1; Docente: Miguel Francisco Almeida Pereira Rocha; Dep.: DI; Horas: 10.
Turno: T 1; Docente: Óscar Manuel Lima Dias; Dep.: DEB; Horas: 2.
Turno: PL 1; Docente: João Manuel Capela Araújo Ribeiro; Dep.: DI; Horas: 15.
Turno: PL 1; Docente: Miguel Francisco Almeida Pereira Rocha; Dep.: DI; Horas: 15.
Turno: PL 2; Docente: Alexandre Rafael Machado Oliveira; Dep.: DEB; Horas: 25.
Turno: PL 2; Docente: Óscar Manuel Lima Dias; Dep.: DEB; Horas: 5.