概述
该课程是对计算生物学的一个概述,着重讲述核酸和蛋白质序列分析、结构分析以及复杂生物学系统分析的基本原理,涵盖了序列比对、模体识别、结构建模、结构预测及网络模型的方法和原理,它同时还介绍目前研究领域的热点问题。本课程适合高年级的本科生和具有良好的分子生物学或者计算机科学知识背景的研究生,关于基础编程技巧或者生物学原理的基本资料可根据需要提供给大家。
预备知识
学习此课程需要具有一定的基础遗传学、生物化学和分子生物学的背景知识,我假设你们已经熟悉了Alberts著的 细胞分子生物学 课本中的第3、4和6章,如果你们对课程资料有任何疑问,请与你们的助教联系。
教材
Mount, David W. Bioinformatics: Sequence and Genome Analysis. Cold Spring Harbor, N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001. ISBN: 0879695978.
Python 编程教材:
Lutz, Mark, and David Ascher. Learning Python. 2nd ed. Beijing; Cambridge, MA: O'Reilly, 2003. ISBN: 0596002815.
推荐的基本分子生物学、细胞生物学和生物化学教材:
Watson, James, Tania Baker, Stephen Bell, Alexander Gann, Michael Levine, and Richard Losick. Molecular Biology of the Gene. 5th ed. San Francisco: Addison-Wesley, 2000. ISBN: 0805316434.
Alberts, Bruce, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walter. Molecular Biology of the Cell. 4th ed. New York: Garland Science, 2002. ISBN: 0815332181.
Branden, Carl-Ivar, and John Tooze. Introduction to Protein Structure. 2nd ed. New York: Garland Pub., 1991. ISBN: 0815303440.
下面的书籍提供了深入的关于分子力学和其他建模方法的内容:
Leach, Andrew R. Molecular Modelling: Principles and Applications. Harlow, England: Longman, 1996. ISBN: 0582239338.
下面的书籍包含了关于我们在课堂上提到的算法和方法更深入的讨论:
Durbin, R., S. Eddy, A. Krogh, G. Mitchison. Biological Sequence Analysis. Cambridge, U.K.; New York: Cambridge University Press, 1998. ISBN: 0521620414.
比听起来还要好,也很有趣! 下面的书籍是一本很有用的统计学导论或者说是新教材:
Gonick, Larry, and Woollcott Smith. The Cartoon Guide to Statistics. 1st HarperPerennial ed. New York, NY: Harper Perennial, 1993. ISBN: 0062731025.
下面的书籍包含基本统计学以及在生物学和医学上的运用:
Glantz, S. A. Primer of Biostatistics. 4th ed. New York: McGraw-Hill, Health Professions Division, 1997. ISBN: 0070242682.
课程结构
课程分为4个单元,大部分内容为教师的讲座,我们安排了4节课作为文献讨论以便将讲座内容与目前的研究相关联,在每次文献讨论课中会安排讨论2篇论文,在讨论课的前两天会布置一份简单的关于这2篇论文的测验,并需要在讨论课开始前交上来,然后就是教师或者学生的讨论。无论是测验还是参与讨论,都将计入学位评定。(见后)
答疑
一周安排1节生物学答疑课和2节计算机科学/数学答疑课,学生可以选择参加,一周2次或者任意组合。
家庭作业
会有4次写作或是计算机辅助的家庭作业,这将有助于对课堂讨论的算法做更深入的理解以及提供一些关于生物信息学和计算生物学工具的实践经验,学生们可以相互讨论家庭作业中遇到的问题,但是所有人必须完成自己的作业,抄袭或是几乎相同的家庭作业是不允许的。
| 家庭作业 1 |
蛋白质序列分析 |
| 家庭作业 2 |
DNA 序列分析 |
| 家庭作业 3 |
蛋白质结构分析 |
| 家庭作业 4 |
系统分析 |
|
家庭作业必须在规定时间的课程开始前上交,才可得到满分,在规定时间的中午前交上来仅能得到50%的得分,而在这时间之后将不再收作业了。无一例外。
评分
评分将依据下表执行:
| 4次家庭作业 (10+10+10+5%) |
35% |
| 3次关于文献的测验 (5% each) |
15% |
| 2次考试 (20% 期中考试; 25% 期末考试) |
45% |
| 课程活动参与 |
5% |
|
Python 程序设计及指南
Python 和 Perl 被广泛的用于生物信息学及计算生物学中,大部分的家庭作业需要使用脚本语言 Python
编写简单程序,由于许多学生几乎没有编程经验,所以我们安排在上课后的第二周开始由 Peter Woolf 博士讲述 Python 的实际操作课。
Python 指导课 的目的是要让学生掌握关于脚本语言基本的编程知识,该课程针对几乎没有编程经验的学生,着重讲述在生物信息学和计算生物学研究中使用的工具和软件。
助教们也将在课程前几周的答疑课中提供使用 Python 编程的帮助,如果还有困难请直接联系助教或者参阅上面推荐的相关书籍。