Bioinformática
- Prácticas de Laboratorio (21 Horas)
- Prácticas de Aula/Semina (7 Horas)
- Clases Expositivas (28 Horas)
- Tutorías Grupales (2 Horas)
La Bioinformática es una de las dos asignaturas obligatorias que componen la materia de TRATAMIENTO DE DATOS EXPERIMENTALES Y BIOINFORMÁTICA, encuadrada en el módulo Fundamental. Esta asignatura se imparte a todo lo largo del tercer curso del Grado en Biotecnología. La otra asignatura que compone esta materia se imparte en el curso anterior.
Para aprovechar adecuadamente la asignatura de Bioinformática es deseable haber superado, al menos, las asignaturas del módulo básico, así como las de Tratamiento de datos experimentales, Técnicas Analíticas Instrumentales y Estructura y función de proteínas. Se espera de los estudiantes haber adquirido un conocimiento elemental del sistema operativo Linux (al menos, cierto manejo de bash) y de Matlab/octave.
Para realizar su trabajo personal, los estudiantes deberán disponer de un PC para su trabajo personal, preferiblemente un portátil con CPU de 64 bits y con acceso a Internet, en el que sea posible ejecutar un Linux desde una memoria USB, o en su defecto, tengan instalado Linux u otra variedad de Unix.
Como en otras asignaturas, se trabajan la mayoría de las competencias generales del Grado en Biotecnología, y además, muy especialmente las siguientes competencias específicas:
CE1. Conocer las herramientas y los conceptos básicos de las matemáticas, la física, la química y la biología.
CE10. Saber utilizar las herramientas fundamentales de las matemáticas, física, química y Biología que son comunes al conocimiento científico y al desarrollo de la actividad tecnológica actual.
CE14. Saber utilizar los métodos matemáticos, estadísticos e informáticos básicos para el estudio, análisis y control de experimentos o procesos biotecnológicos.
Estas competencias se concretan en los siguientes resultados de aprendizaje:
- Conocer los principios de la adquisición de imágenes y de otras señales en el contexto biotecnológico y las causas de su degradación.
- Conocer los fundamentos de los métodos de mejora y aprovechamiento de esas señales y saber aplicar los métodos elementales mediante herramientas informáticas.
- Saber recuperar y aprovechar la información biotecnológica disponible relacionada con las secuencias biológicas, las estructuras de las biomoléculas, la genómica y la proteómica.
- Conocer los fundamentos de los principales métodos de tratamiento de secuencias biológicas y saber aplicarlos mediante herramientas informáticas.
- Ser capaz de trabajar en un sistema operativo Unix y saber utilizar sus principales herramientas desde la linea de comandos (manejar ficheros y directorios, usar grep, awk y un editor).
- Ser capaz de escribir programas sencillos en los lenguajes utilizados en el curso (Matlab/octave y awk, o bien Python).
- Técnicas generales de tratamiento de imágenes (microscopía y otras), y de señales unidimensionales (registros de laboratorio y otros).
- Introducción a la transformación de Fourier y sus aplicaciones al estudio de señales unidimensionales (registros espectroscópicos, cromatográficos u otros), de imágenes y de estructuras.
- Genómica y proteómica computacionales: análisis de secuencias biológicas, búsquedas, comparaciones, árboles filogenéticos, predicciones.
- Introducción a la programación (este contenido no constituye un tema o grupo de temas, sino que es transversal a lo largo del curso).
Estos contenidos implican la utilización de órdenes de linea de comando básicas de Unix, el aprendizaje de técnicas de programación elementales en Matlab/octave o en Python, y de herramientas estándar para trabajar con ficheros de texto y con expresiones regulares en Unix (en particular, un editor de textos y awk).
Se proporcionará a cada estudiante un sistema operativo Linux creado específicamente para poder ejecutarse en un ordenador (preferiblemente portátil con CPU de 64 bits) desde un USB sin requerir instalación en el disco duro. Este Linux es actualizado para cada curso e incorpora los elementos estándares de un Unix genérico, un entorno gráfico moderno, conectividad a internet, sistemas de programación y compilación y una variedad de programas específicos para el desarrollo del curso seleccionados y compilados por el responsable de la asignatura.
Salvo cuando se indique otra cosa, la totalidad del trabajo práctico y de las actividades evaluables se desarrollarán obligatoriamente en ese entorno. La utilización de Windows, Excel o Word están expresamente excluidos.
En las clases ordinarias, el profesor presentará los objetivos y aspectos más relevantes de cada tema y las fuentes de información recomendadas para dirigir el trabajo personal de los estudiantes. El profesor planteará ejercicios para que sean trabajados personalmente por cada estudiante, y que a su vez serán la base de las prácticas de ordenador.
En las sesiones de tutoría grupal y de prácticas con ordenador, fundamentalmente, se ayudará a los estudiantes a resolver dificultades de comprensión, y a resolver los ejercicios planteados como parte de la práctica, o como ejercicios personales. Algunas sesiones se dedicarán a comprobar el resultado de los ejercicios personales destinados a computar en la nota.
La asignatura está orientada principalmente hacia la comprensión y utilización de los conceptos y métodos estudiados. El conocimiento de la teoría es un requisito, pero no es el objetivo de la asignatura.
MODALIDADES | Horas | % | Totales | ||
Presencial | Clases Expositivas | 22 | 14,7 | 58 horas | |
Práctica de aula / Seminarios / Talleres | 8 | 5,3 | |||
Prácticas de laboratorio / campo / aula de informática / aula de idiomas | 21 | 14 | |||
Prácticas clínicas hospitalarias | 0 | 0 | |||
Tutorías grupales | 2 | 1,3 | |||
Prácticas Externas | 0 | 0 | |||
Sesiones de evaluación | 5 | 3,3 | |||
No presencial | Trabajo en Grupo | 15 | 10 | 92 horas | |
Trabajo Individual | 77 | 51,3 | |||
Total | 150 |
Distribución temporal:
- Clases expositivas: una sesión semanal de 1h durante 22 semanas.
- Prácticas de aula: una sesíón de 1h cada dos o tres semanas.
- Aula informática: una sesíón de 2h cada dos semanas.
- Teorías grupales: una sesión de 1h en cada cuatrimestre.
- Sesiones de evaluación: un examen parcial, y el examen final.
La calificación resultará de la media ponderada de:
- Evaluación continua de la asistencia y participación en las clases expositivas, prácticas de aula, prácticas de ordenador y tutorías, así como de los ejercicios bioinformáticos propuestos por el profesor a lo largo del curso (20%). Se valorará la capacidad de búsqueda y análisis de información, organización, presentación oral y discusión de trabajos, de ejercicios y de resultados.
- Dos exámenes parciales (40% cada uno), escritos o por ordenador. Los exámenes incluirán especialmente la resolución de ejercicios prácticos que implicarán escribir pequeños programas o "scripts". La correcta comprensión y aplicación de la teoría serán esenciales, aunque no se pregunte por ella explícitamente. Podrá haber preguntas de teoría, pero, si las hay, serán minoritarias.
Será necesario obtener al menos 4 puntos sobre 10 en cada uno de los tres componentes de la nota. Se valorará la corrección gramatical y ortográfica, así como la adecuada utilización del vocabulario científico.
Convocatorias extraordinarias: consistirán, normalmente, en la valoración de un examen, escrito o por ordenador análogo a los anteriores. Excepcionalmente, en los casos en que la evaluación ordinaria hubiera sido parcialmente superada, el profesor podrá proponer al estudiante que en la convocatoria extraordinaria solamente se valoren los componentes que le faltaran.
Evaluación diferenciada: en los casos con derecho a "evaluación diferenciada" debidamente formulada y que conlleven la imposibilidad de participar en las actividades presenciales, se podrá sustituir parcial o totalmente la parte de evaluación contínua, basada normalmente en valoración de la asistencia y participación en las sesiones presenciales, por la valoración de tareas no presenciales adicionales, o por una pruebas específica adicional.
Normas comunes a todos los exámenes de la asignatura:
- Los ejercicios, programas, códigos o "scripts" deberán ser originales y estar debidamente explicados mediante la inclusión de comentarios.
- En caso de haber dudas importantes sobre algún aspecto de la resolución de un ejercicio, el profesor podrá solicitar al alumno, durante la corrección de las pruebas, que explique su sentido o que repita delante de él su resolución.
- La inclusión de códigos, de partes de códigos, o de comentarios, idénticos a los de otros en su substancia, y sobre los que no quepan dudas razonables de que pudieran ser fruto del azar, será considerada "plagio" y por tanto constitutivo de fraude.
- Durante los exámenes, no se autoriza la comunicación con otras personas que no sea el profesor, ni la utilización de otros materiales que los expresamente autorizados por el profesor.
- De acuerdo con lo previsto en los reglamentos universitarios, el no respeto de las normas del examen será motivo de calificación de cero en la convocatoria y de comunicación a las autoridades universitarias que podrán, si lo consideran oportuno, adoptar sanciones adicionales.
- Ordenador PC (preferiblemente portátil con CPU de 64 bits) con Linux y conexión a Internet (se requiere que el estudiante disponga de uno propio para realizar su trabajo personal).
- Programas de tratamiento de imágenes, de cálculo numérico, y de análisis de secuencias (software de uso libre que se proporcionarán durante el curso, o se indicará cómo conseguirlo).
- Al principio del curso, se proporcionará a los estudiantes el software esencial consistente principalmente en una máquina virtual o en un USB-live con Linux en versión de 64 bits, octave, y otros materiales seleccionados y compilados por el responsable del curso. El sistema se actualiza a cada curso, por lo que se recomienda consultar al profesor antes de reutilizar un sistema de cursos anteriores.
- PDFs con las diapositivas de clase y ejercicios, y otros materiales complementarios: se proporcionarán a lo largo del curso a través del campus virtual.
Texto recomendado para la primera parte de la asignatura, relativa a tratamiento de señales:
- Fundamentals of digital image processing, a practical approach with examples in Matlab. C.Solomon y T.Breckon (2011); Wiley-Blackwell.
Para la segunda parte, relativa al análisis de secuencias biológicas, se pueden utilizar como referencias (pero no se usan como libro de texto):
- Introduction to bioinformatics. A.M.Lesk (2002); Oxford University Press.
- Computational molecular biology, an introduction. P.Clote y R.Backofen (2000); John Wiley Sons, Ltd.
- Bioinformatics for dummies, 2ª ed. J.M.Claverie y C.Notredame (2007) Wiley Publishing.