Guía docente de la asignatura / materia:

Análisis Informático en Biología de Sistemas

Curso 2021/2022
Fecha última actualización: 14/07/2021
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 22/07/2021

Máster

Máster Universitario en Biología Molecular Aplicada a Empresas Biotecnológicas (Bioenterprise)

Módulo

Módulo 1: Docencia Obligatoria

Rama

Ciencias

Centro Responsable del título

International School for Postgraduate Studies

Semestre

Primero

Créditos

6

Tipo

Obligatorio

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

  • Carlos Cano Gutiérrez
  • Marta Eugenia Cuadros Celorrio
  • Hilario Ramírez Rodrigo
  • María Coral Del Val Muñoz

Tutorías

Carlos Cano Gutiérrez

carloscano@ugr.es
  • Primer semestre
    • Lunes 15:30 a 17:30 (Ceuta)
    • Martes 10:00 a 14:00 (Ceuta)
  • Segundo semestre
    • Martes 10:00 a 14:00 (Ceuta)
    • Miércoles 10:00 a 12:00 (Ceuta)
    • Miercoles 10:00 a 12:00 (Ceuta)

Marta Eugenia Cuadros Celorrio

mcuadros@ugr.es
Tutorías anual
  • Martes 10:00 a 14:00 (Fac. de Medicina C.11.02)
  • Jueves 10:00 a 12:00 (Fac. de Medicina C.11.02)

Hilario Ramírez Rodrigo

hilario@ugr.es
  • Anual
    • Lunes 12:00 a 14:00 (Despacho 4)
    • Miercoles 12:00 a 14:00 (Despacho 4)
    • Miércoles 12:00 a 14:00 (Despacho 4)
  • Tutorías 1º semestre
    • Martes 12:00 a 14:00 (Despacho 4)
  • Tutorías 2º semestre
    • Martes 11:00 a 13:00 (Despacho 4)

María Coral Del Val Muñoz

delval@ugr.es
  • Primer semestre
    • Martes 11:00 a 14:00 (M6 (Fciencia))
    • Martes 9:00 a 10:00 (M6 (Fciencia))
    • Miércoles 10:00 a 12:00 (M6 (Fciencia))
    • Miercoles 10:00 a 12:00 (M6 (Fciencia))
  • Segundo semestre
    • Lunes 10:00 a 14:00 (M6 (Fciencia))
    • Miércoles 10:00 a 12:00 (M6 (Fciencia))
    • Miercoles 10:00 a 12:00 (M6 (Fciencia))

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)

  • Métodos aplicados a secuencias cortas de binding de proteínas (Position Weigth matrices, etc.)
  • Bases de datos Biológicos de ADN y proteínas
  • Criterios para la evaluación de la información en los repositorios públicos
  • Uso de Web Services y APIS para la búsqueda remota en bases de datos
  • -Sistemas de acceso a bases de datos: Entrez, SRS, Genome Browser, GoldenPath
  • Herramientas para realizar minería de bases de datos biomédicas
  • Métodos de preprocesamiento y normalización de datos de microarrays
  • Clustering y Biclustering para la obtención de módulos de co-expresión en datos de microarrays.
  • Agregado e integración de información procedente de otras fuentes de datos biológicas (bio-ontologías -GO-, bio-pathways -KEGG-, etc.) para el enriquecimiento de los resultados del análisis de arrays.
  • Cartografía e infografía molecular de proteínas. Coordenadas atómicas. Geometría del enlace peptídico.
  • Hidrofobicidad y topología básica de las proteínas.
  • Métodos de predicción de la estructura secundaria de las proteínas.
  • Caracterización de redes biológicas
  • Estrategias de simulación y técnicas bioinformáticas aplicadas a la biología de sistemas

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Se recomienda seguir el orden cronológico de las enseñanzas del grado y haber aprobado las asignaturas del módulo de formación básica y un 50% de las materias obligatorias.

Competencias

Competencias Básicas

  • CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
  • CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
  • CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Competencias Generales

  • CG01. Hablar bien en público. 
  • CG02. Asumir responsabilidades en lo que respecta al desarrollo de conocimientos y/o prácticas profesionales y a la revisión del rendimiento estratégico de equipos 
  • CG03. Desarrollar capacidades para preparar y gestionar proyectos de Investigación y/o de Desarrollo. 

Competencias Específicas

  • CE04. Adquirir conocimientos del alcance, limitaciones y campos fundamentales de aplicación de las herramientas bioinformáticas en el contexto de la estructura y función de las proteínas, con especial énfasis en la ingeniería de proteínas, el diseño racional de fármacos y la nanobiotecnología 
  • CE09. Saber utilizar los recursos científicos y de gestión necesarios en una empresa biotecnológica y desenvolverse con autonomía 

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

  • Conocer, gestionar y desarrollar bases de datos y componentes locales y distribuidos en base a los    estándares y tendencias actuales y futuras.
  • Emplear estrategias de “data mining” para la extracción, análisis e interpretación de datos
  • Conocer las matrices de expresión génica.
  • Conocimiento básico de los instrumentos metodológicos empleados para la caracterización bioinformática de las proteínas.
  • Conocimiento básico de las bases de datos estructurales y recursos Web relativos al análisis estructural, funcional y evolutivo de las proteínas
  • Comprensión del alcance, limitaciones y campos fundamentales de aplicación de las herramientas bioinformáticas en el contexto de la estructura y función de las proteínas con especial énfasis en la ingeniería de proteínas, el diseño racional de fármacos y la nanobiotecnología.
  • Conocimiento de sistemas complejos adaptativos
  • Conocimiento de redes complejas en el contexto de la Biología Molecular

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

Bloque 1:

  • Qúe es la Bioinformática?
  • Principales bases de datos en Biología: Ensembl, NCBI
  • Proyecto Genoma Humano
  • Introducción a los polimorfismos

Bloque 2:

  • Introducción a la Biología de Sistemas
  • Ciencias -ómicas
  • Genómica y Transcriptómica
  • Microarrays: diseño, utilidades, data mining
  • Sistemas de secuenciación masiva: metodologías, utilidades, data mining

Bloque 3:

Introducción al uso de Linux:

  • Gestión básica del SO Linux
  • Gestión de Proceso
  • Sistema de Ficheros
  • Ordenes avanzadas (shell scripting)

Comparación de Secuencias

  • Búsquedas Locales y Globales
  • Alineamiento a pares
  • Alineamientos múltiples
  • Búsquedas en bases de Datos: Blast, Fasta, BLAT, Psi-Blast,
  • Perfiles de Gribskov y Modelos Ocultos de Markov

Análisis de proteínas

  • Análisis de Dominios de proteínas: BLOCKS, búsqueda de patrones, PHI-BLAST, PSSM
  • Análisis de Dominios estructurales: SCOP, CATH, FSSP
  • Análisis de la estructura secundaria de una proteina: EMBOSS; Jpred, TMHMM

Bloque 4:

  • Cartografía e infografía molecular de proteínas. Coordenadas atómicas. Geometría del enlace peptídico.
  • Hidrofobicidad y topología básica de las proteínas.
  • Métodos de predicción de la estructura secundaria de las proteínas.
  • Caracterización de redes biológicas
  • Estrategias de simulación y técnicas bioinformáticas aplicadas a la biología de sistemas

Práctico

A lo largo de la asignatura se propondrán y resolverán, de manera sistemática, problemas y casos prácticos de utilización de bases de datos y recursos on-line, análisis de microarrays, análisis de secuencias y predicción estructural, que tendrán que ser resueltos con ayuda del ordenador y del software específico en cada caso. Se prevé, para ello, la utilización, vía red, de la infraestructura existente en el Centro de Informática de la Universidad de Granada, y el empleo tanto de software preexistente “online” como de diversos programas y herramientas básicas que serán desarrolladas por los alumnos en el entorno de programación

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • “Bioinformatics”. Andrzei Polanski and Marek Kimmel. Springer. 1ª edición (2007).
  • “Protein Bioinformatics: An Algorithmic Approach to Sequence and Structure Analysis”. Inqvar Eidhammer, Inge Jonassen and William R. Taylor. Wiley. 1ª edición (2004)
  • “Structural Bioinformatics”. Jenny Gu (Editor), Philip E. Bourne (Editor) 2ª Ed. Wiley-Blackwell (2009)

Bibliografía complementaria

  • “Computational Structural Biology: Methods and Applications”. Torsten Schwede and Manuel C. Peitsch. World Scientific Publishing Company. 1ª edición (2008).
  • “An Introduction to Bioinformatics Algorithms (Computational Molecular Biology)”.Neil C. Jones and Pavel A. Pevzner. The MIT Press (2004).
  • “Structural Bioinformatics: An Algorithmic Approach”. Forbes J. Burkowski. Chapman and Hall/CRC Eds.; 1ª edición (2008).
  • "Visual software tools for bioinformatics”. Timothy Arndt. Journal of Visual Languages and Computing & Computing, 19 (2008) 291–301
  • “An Integrated Approach to the Analysis and Modeling of Protein Sequences and Structures. I. Protein Structural Alignment and a Quantitative Measure for Protein Structural Distance”. An-Suei Yang and Barry Honig. J. Mol. Biol. (2000) 301, 665-678.

Enlaces recomendados

  • European Bioinformatics Institute (EBI): http://www.ebi.ac.uk
  • European Molecular Biology Laboratory (EMBL): http://www.embl.de/services/index.html
  • Servidor Expasy: http://us.expasy.org/tools/ (ExPASY Proteomics Server)
  • Protein Data Bank (PDB): https://www.wwpdb.org/
  • Protein Data Bank (RCSB): http:// www.rcsb.org
  • National Center for Biotechnology Information (NCBI): http://www.ncbi.nlm.nih.gov
  • Sociedad Española de Genética (SEG): http://www.segenetica.es/
  • Herencia mendeliana en el hombre (OMIM): http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=omim
  • GeneCards: http://www.genecards.org/
  • Bases de datos del NCBI: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Entrez/index.html
  • PubMed: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed
  • Medline: http://medlineplus.nlm.nih.gov/medlineplus/
  • Centro Nacional de Biotecnología (CNB): http://www.cnb.uam.es
  • The Institute for Genome Research: http://www.jcvi.org/
  • Science On-Line: http://www.sciencemag.org
  • Nature On-Line: http://www.nature.com
  • Entorno de programación estructurada Lazarus: http:// www.lazarus-ide.org

Metodología docente

  • MD01 Análisis de casos: En los que los estudiantes tendrán que aplicar conocimientos a las situaciones concretas planteadas, hacer apuestas por aquella solución más fundada en situaciones donde la información es incompleta, lo cuál es una práctica corriente entre los profesionales y servirá para elaborar ideas con las que diseñar proyectos de investigación. 
  • MD02 Trabajo colaborativo: Análisis y crítica de proyectos/artículos de innovación/investigación. 
  • MD03 Lecciones magistrales y asistencia a conferencias de profesorado invitado o conferencias organizadas por la universidad, etc. en donde el alumno pueda obtener una visión amplia del campo de estudio. Estas lecciones se complementarán con seminarios de discusión de ideas y aplicaciones. 
  • MD04 Prácticas de laboratorio o planta piloto y visitas a por unidades funcionales de empresas. En ambas se persigue el conocimiento de las diferentes metodologías de trabajo. En algunos casos sustituyen al análisis de casos, al tratarse de casos prácticos a resolver. 

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)

Evaluación Ordinaria

La evaluación de la materia se realizará por separado para cada uno de los bloques temáticos según los criterios establecidos en el documento de verificación y en la información consignada en el  Registro de Universidades, Centros y Títulos (RUCT). A lo largo del curso se propondrá a los alumnos un conjunto sistemático de ejercicios y tareas específicas para cada uno de los bloques temáticos de la asignatura. Al final del curso el alumno habrá consultado bibliografía especializada, resuelto problemas numéricos, interpretado resultados experimentales, empleado programas de ordenador y recursos Web, elaborado estrategias de diseño estructural de proteínas, implementado algoritmos predictivos y redactado informes breves o revisiones bibliográficas sobre aspectos puntuales de la asignatura.

La elaboración, con todo ello, del correspondiente cuaderno de informes y actividades y su preceptiva presentación, al final del curso, junto a la valoración del trabajo y del rendimiento del alumno en clase, por parte del profesor, constituirán los indicadores básicos sobre los que se aplicarán los criterios de evaluación con arreglo al siguiente esquema:

                             INDICADORES         SISTEMAS DE EVALUACIÓN (según                                      documento RUCT)                             PONDERACIÓN (%)
Elaboración, presentación y eventual debate oral de informes sobre ejercicios, problemas y casos prácticos desarrollados a lo largo del curso                                      1, 2                                           60
Asistencia a clase, participación y seguimiento delas tareas del alumno. Seminarios optativos y otras actividades                                       3,4                                           40

 

Evaluación Extraordinaria

En Convocatoria Extraordinaria la evaluación de la materia se realizará de manera análoga a la Convocatoria Ordinaria. No obstante, y para garantizar el acceso del alumno al 100% de la calificación, los sistemas de evaluación 3 y 4 le referirán exclusivamente a la participación y seguimiento de las tareas, seminarios optativos y otras actividades específicamente propuestas para esta convocatoria extraordinaria, dentro de los plazos establecidos para ella.

Evaluación única final

Según la Normativa de Evaluación y de Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada (Aprobada por Consejo de Gobierno en su sesión extraordinaria de 20 de mayo de 2013), se contempla la realización de una evaluación única final a la que podrán acogerse aquellos estudiantes que no puedan cumplir con el método de evaluación continua por motivos laborales, estado de salud, discapacidad o cualquier otra causa debidamente justificada que les impida seguir el régimen de evaluación continua. Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas tras la formalización de su matrícula, lo solicitará al Director del Departamento, quien dará traslado al profesorado correspondiente, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua. Transcurridos diez días sin que el estudiante haya recibido respuesta expresa y por escrito del Director del Departamento, se entenderá que ésta ha sido desestimada. En caso de denegación, el estudiante podrá interponer, en el plazo de un mes, recurso de alzada ante el Rector, quién podrá delegar en el Decano o Director del Centro, agotando la vía administrativa.

En el contexto de la asignatura, la evaluación única final se llevará a cabo sobre la elaboración, presentación y eventual debate oral con el profesor de un trabajo escrito en el que podrán incluirse ejercicios, problemas y casos prácticos equivalentes a los desarrollados a lo largo del curso y adaptado a cada caso en función de las circunstancias que hayan concurrido en la concesión de esta modalidad de evaluación.

Información adicional

Escenario A (Enseñanza-Aprendizaje presencial y tele-presencial)

Horario (Según lo establecido en el POD)

Salvo excepciones, la atención tutorial se llevará a cabo dentro del horario establecido en el POD y las eventuales actualizaciones a que obligue el escenario semipresencial y que, en todo caso, serán accesibles en los enlaces proporcionados al principio de esta guía.

Herramientas para la atención tutorial (Indicar medios telemáticos para la atención tutorial)

La atención tutorial se llevará a cabo, a petición del alumno, mediante videoconferencia, empleando para ello las plataformas sugeridas por el propio CSIRC de la UGR (Google Meet, Zoom o cualquier otra que eventualmente pudiera habilitase a tal efecto) . Se contempla además la posibilidad de que una parte de las tutorías puedan ser de tipo colectivo.

Medidas de adaptación de la metodología docente

Toda la docencia que deba impartirse de forma no presencial se llevará a cabo, siempre que sea posible, en las franjas horarias establecidas, mediante difusión en “streaming” síncrono y a través de las plataforma de videoconferencia Meet u otra habilitada a tal efecto por el CSIRC de la UGR. Las clases serán grabadas y se harán accesibles a los alumnos mediante enlaces compartidos en la nube (Google Drive o equivalente). El acceso a estos enlaces permanecerá activo durante todo el periodo docente abarcado por la asignatura, con autorización de visionado y descarga restringida. Durante la difusión de las clases, se emplearán “pizarras” compartidas (además de los habituales documentos y proyecciones tipo PowerPoint) que serán empleadas “en directo” por el profesor, al objeto de aumentar la interactividad de la clase y el potencial didáctico del medio empleado. Se emplearán para ello tabletas gráficas y el software adecuado (Microsoft Whiteboard, inkodo o software equivalente). Se procurará que tanto estas “pizarras” como los documentos y proyecciones empleados estén asimismo disponibles para su posterior consulta en diferido. La plataforma Prado se adoptará como el medio estándar para el intercambio de materiales docentes, entrega de trabajos, informes y actividades y como lugar común de interacción con (y entre) los alumnos mediante chat y tablones de anuncios, avisos y convocatorias. De común acuerdo entre los profesores y los alumnos, este medio podrá ser complementado con otros, que se estimen oportunos. Aparte de las tutorías individuales y colectivas (ver apartado anterior), la atención individual al alumno se seguirá llevará a cabo mediante los medios tradicionales (e-mail, fundamentalmente), que podrán ser reforzados si se estima conveniente mediante otros (videoconferencias o chats específicos) que se acuerden a tal efecto.

Ordinary assessment session

Dadas las características de la asignatura y la naturaleza de los instrumentos de evaluación empleados para la Evaluación Ordinaria, los criterios de evaluación seguirán siendo los mismos que los previstos en la situación de normalidad académica.

Extraordinary assessment session

Dadas las características de la asignatura y la naturaleza de los instrumentos de evaluación empleados para la Evaluación Extraordinaria, los criterios de evaluación seguirán siendo los mismos que los previstos en la situación de normalidad académica.

Single final assessment

Dadas las características de la asignatura y la naturaleza de los instrumentos de evaluación empleados para la Evaluación Única Final, los criterios de evaluación seguirán siendo los mismos que los previstos en la situación de normalidad académica.

Escenario B (Suspensión de la actividad presencial)

Horario (Según lo establecido en el POD)

Salvo excepciones, la atención tutorial se llevará a cabo dentro del horario establecido en el POD y las eventuales actualizaciones a que obligue el escenario semipresencial y que, en todo caso, serán accesibles en los enlaces proporcionados al principio de esta guía.

Herramientas para la atención tutorial (Indicar medios telemáticos para la atención tutorial)

La atención tutorial se llevará a cabo, a petición del alumno, mediante videoconferencia, empleando para ello las plataformas sugeridas por el propio CSIRC de la UGR (Google Meet, Zoom o cualquier otra que eventualmente pudiera habilitase a tal efecto) . Se contempla además la posibilidad de que una parte de las tutorías puedan ser de tipo colectivo.

Medidas de adaptación de la metodología docente

Toda la docencia tele-presencial se llevará a cabo, siempre que sea posible, en las franjas horarias establecidas, mediante difusión en “streaming” síncrono y a través de las plataforma de videoconferencia Meet u otra habilitada a tal efecto por el CSIRC de la UGR. Las clases serán grabadas y se harán accesibles a los alumnos mediante enlaces compartidos en la nube (Google Drive o equivalente). El acceso a estos enlaces permanecerá activo durante todo el periodo docente abarcado por la asignatura, con autorización de visionado y descarga restringida. Durante la difusión de las clases, se emplearán “pizarras” compartidas (además de los habituales documentos y proyecciones tipo PowerPoint) que serán empleadas “en directo” por el profesor, al objeto de aumentar la interactividad de la clase y el potencial didáctico del medio empleado. Se emplearán para ello tabletas gráficas y el software adecuado (Microsoft Whiteboard, inkodo o software equivalente). Se procurará que tanto estas “pizarras” como los documentos y proyecciones empleados estén asimismo disponibles para su posterior consulta en diferido. La plataforma Prado se adoptará como el medio estándar para el intercambio de materiales docentes, entrega de trabajos, informes y actividades y como lugar común de interacción con (y entre) los alumnos mediante chat y tablones de anuncios, avisos y convocatorias. De común acuerdo entre los profesores y los alumnos, este medio podrá ser complementado con otros, que se estimen oportunos. Aparte de las tutorías individuales y colectivas (ver apartado anterior), la atención individual al alumno se seguirá llevará a cabo mediante los medios tradicionales (e-mail, fundamentalmente), que podrán ser reforzados si se estima conveniente mediante otros (videoconferencias o chats específicos) que se acuerden a tal efecto.

Ordinary assessment session

Dadas las características de la asignatura y la naturaleza de los instrumentos de evaluación empleados para la Evaluación Ordinaria, los criterios de evaluación seguirán siendo los mismos que los previstos en la situación de normalidad académica.

Extraordinary assessment session

Dadas las características de la asignatura y la naturaleza de los instrumentos de evaluación empleados para la Evaluación Extraordinaria, los criterios de evaluación seguirán siendo los mismos que los previstos en la situación de normalidad académica.

Single final assessment

Dadas las características de la asignatura y la naturaleza de los instrumentos de evaluación empleados para la Evaluación Única Final, los criterios de evaluación seguirán siendo los mismos que los previstos en la situación de normalidad académica.