Α’ Εξάμηνο

Μοριακή Βιολογία και Γονιδιωματική

Εξάμηνο: Α’

Τύπος Μαθήματος: Υποχρεωτικό

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Δομή, οργάνωση προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων – Επίπεδα οργάνωσης DNA, χρωμοσώματα – Μεταβίβαση της γενετικής πληροφορίας (Εισαγωγικές γνώσεις που απευθύνονται κυρίως στους μη βιολόγους, ορισμένα θέματα θα παρουσιαστούν αναλυτικότερα σε επόμενα μαθήματα).
• Βασικές αρχές μεταγραφής του DNA, Υποκινητές – Ενισχυτές, trans-παράγοντες. Μηχανισμοί μεταγραφής του DNA, Ρύθμιση της μεταγραφής στα ευκαρυωτικά κύτταρα.
• Γενετικός κώδικας – Η δομή και ο ρόλος των tRNA και των ριβοσωμάτων στη μετάφραση των mRNA.
• Ο μηχανισμός της μετάφρασης σε προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα.
• Στοιχεία Τεχνολογίας Ανασυνδυασμένου DNA. Κλωνοποίηση, φορείς κλωνοποίησης – Southern, Northern, DNA-sequencing, PCR.
• Μηχανισμοί απόκρισης στις βλάβες DNA.
• DNA-sequencing. Μοντέρνες τεχνολογίες ανάλυσης και χρήσης γονιδιώματος
• Επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες – Τελομερή χρωμοσωμάτων ­– Κυτταρική γήρανση – Πειραματικά πρότυπα (μοντέλα) οργανισμών.
• Μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις πρωτεϊνών, Πρωτεϊνική αποικοδόμηση (πρωτεόσωμα-λυσόσωμα)
  Πρόγραμμα προσδιορισμού και ανάλυσης του γονιδιώματος του ανθρώπου (Human Genome Project) – Μοριακοί Γενετικοί Δείκτες- Τεχνικές- Μικροσυστοιχίες (Micro-Arrays).
• Πεδία εφαρμογών της Τεχνολογίας DNA (ιατροδικαστική, πατρότητα κλπ)
• Γενετικά τροποποιημένοι οργανισμοί, Μεθοδολογία – Εφαρμογές – Κίνδυνοι
• Κλωνοποίηση θηλαστικών , Μεθοδολογία – Εφαρμογές – Κίνδυνοι.

Υπεύθυνος Μαθήματος

• Καθηγητής Ι. Τρουγκάκος

Βιομοριακή Δομή και Λειτουργία

Εξάμηνο: Α’

Τύπος Μαθήματος: Υποχρεωτικό

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Mοριακές Δομές σε Ατομικό Επίπεδο και Βιολογία
• Βιολογικά Μακρομόρια, Στερεοδιευθέτηση και Στερεοδιάταξη, Ασθενείς αλληλεπιδράσεις και ρόλος τους στη ζωή, Βιολογικά Μακρομόρια σε Υδατικό και μη Υδατικό περιβάλλον, Συμμετρία, Μακρομόρια και Δομές
  Μέθοδοι προσδιορισμού δομής βιολογικών μακρομορίων
• Αρχιτεκτονική Πρωτεϊνών, Αλληλουχία, Δευτεροταγής Δομή, Υπερδευτεροταγείς Δομές, Δομικά Αυτοτελή Στοιχεία (domains), Tριτοταγής Δομή, Αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών-πρωτεϊνών
• Μεμβρανικές πρωτεΐνες, Υδροφοβικότητα και Αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών-λιπιδίων, Μετατροπές Ενέργειας και Σήματος (Energy & Signal transduction)-Μοριακές Μηχανές, Επιλεγμένα πρότυπα συστήματα σε Ατομικό επίπεδο (πρόσφατες δομές σε ατομική διακριτικότητα και πιθανή λειτουργία τους π.χ. βακτηριοροδοψίνη, ροδοψίνη)
• Δομικές πρωτεΐνες, Κολλαγόνο, Υπερέλικες, Μετάξια, Αμυλοειδή, Αμυλοειδώσεις, Βιοπολυμερή/Βιοϋλικά
  Πρωτεΐνες που ‘δεσμεύουν’ DNA, ‘Αναγνώριση’ DNA από πρωτεΐνες σε ευκαρυωτικούς και προκαρυωτικούς οργανισμούς, Αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών – DNA, Υπερελίκωση DNA, Δομή νουκλεοσώματος
• Πολυσακχαρίτες (Χιτίνη, Κυτταρίνη) και Διφασικά σύμπλοκα συστήματα πρωτεϊνών-πολυσακχαριτών (π.χ. Δερμάτιο)
• Πρωτεϊνική μηχανική, πρόγνωση, και σχεδίαση πρωτεϊνών
• ‘Δίπλωμα’ πρωτεϊνών και σταθερότητα πρωτεϊνικής δομής
• Δομική γονιδιωματική (Structural genomics)

Υπεύθυνος Μαθήματος

• Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Βασιλική Οικονομίδου

Γλώσσες Προγραμματισμού και Εργαλεία Λογισμικού στη Βιοπληροφορική Ι

Εξάμηνο: Α’

Τύπος Μαθήματος: Υποχρεωτικό

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Εισαγωγή
• Τύποι Δεδομένων: Θεμελιώδεις τύποι δεδομένων, καθορισμός οκταδικών και δεκαεξαδικών σταθερών, είδη μεταβλητών, πίνακες και συμβολοσειρές, απαριθμητοί Τύποι Δεδομένων
• Τελεστές: Τελεστής Αντικατάστασης, Αριθμητοί Τελεστές, Τελεστές Αύξησης και Μείωσης, Τελεστές Σύγκρισης, Boolean Λογικοί Τελεστές, Ψηφιακοί Λογικοί Τελεστές, Υποθετικός Τελεστής, Ρητή Μετατροπή Τύπων Δεδομένων – Ο τελεστής cast, Ο Τελεστής sizeof, Προτεραιότητες Τελεστών, Μίξη Δεδομένων Διαφορετικών Τύπων σε Παραστάσεις
• Δομές Ελέγχου: Η Δομή if, Η Δομή while, Η Δομή for, Η Δομή switch/case, Η Δομή continue, Η Δομή goto, Αναδρομή
• Δείκτες: Ορισμός, Μεταβλητές Δεικτών, Εφαρμογές, Συναρτήσεις Δυναμικής Παραχώρησης Μνήμης
  Σταθεροί Τύποι Δεδομένων: Δομές Δεδομένων, Πεδία Καθορισμού Αριθμού BITS, Ενώσεις, Ορισμός Νέων Τύπων Δεδομένων: typedef
• Ο Προεπεξεργαστής της C: Ορισμός Σταθερών: Η Εντολή #define, Ενσωμάτωση Αρχείων: Η Εντολή #include, Μετάφραση Υπό Συνθήκη
• Είσοδος/Έξοδος και Συναρτήσεις Βιβλιοθήκης: Συναρτήσεις Εισόδου/Εξόδου, Άλλες Συναρτήσεις Βιβλιοθήκης
• Η Δομή των Προγραμμάτων της C: Συναρτήσεις, Παράμετροι Συνάρτησης main
• Εφαρμογές (Απλά προγράμματα Βιοπληροφορικής)

Υπεύθυνος Μαθήματος

• Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Βασιλική Οικονομίδου

Στατιστική στη Βιοπληροφορική

Εξάμηνο: Α’

Τύπος Μαθήματος: Υποχρεωτικό

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Δειγματικός χώρος και ενδεχόμενα. Κλασική πιθανότητα. Βασικές αρχές απαρίθμησης. Διατάξεις, συνδυασμοί. Δεσμευμένη πιθανότητα. Θεώρημα ολικής πιθανότητας και Bayes. Στοχαστική ανεξαρτησία.
• Τυχαία μεταβλητή και συνάρτηση κατανομής. Διακριτές και συνεχείς τυχαίες μεταβλητές. Κατανομή συνάρτησης τυχαίας μεταβλητής. Μέση τιμή και διασπορά τυχαίας μεταβλητής.
• Βασικές διακριτές και συνεχείς κατανομές. Κατανομές πιθανότητας διδιάστατων τυχαίων μεταβλητών. Κεντρικό Οριακό Θεώρημα.
• Στατιστικοί πίνακες. Αριθμητικά περιγραφικά μέτρα. Μέτρα διασποράς ή μεταβλητότητας. Συντελεστής μεταβλητότητας.
• Εισαγωγή στο στατιστικό πακέτο STATA.
• Σημειακή εκτίμηση παραμέτρων. Στατιστικές συναρτήσεις. Δειγματικές κατανομές. Διαστήματα εμπιστοσύνης.
• Έλεγχοι υποθέσεων για τη μέση τιμή. Έλεγχοι μέσων τιμών δυο ανεξάρτητων δειγμάτων. Έλεγχοι ποσοστών για δυο ανεξάρτητα δείγματα. Έλεγχοι μέσων τιμών για δύο συσχετισμένα δείγματα.
• T-test και paired t-test με τη χρήση του STATA.
• Ανάλυση διακύμανσης και γραμμική παλινδρόμηση. Συντελεστής συσχέτισης του Pearson.
• Ανάλυση διακύμανσης και γραμμική παλινδρόμηση με τη χρήση του STATA.
• Έλεγχος καλής προσαρμογής. Έλεγχος . Προσημικός έλεγχος (sign test). Έλεγχος Wilcoxon, Mann-Whitney και Kruskal – Wallis. Συντελεστής συσχέτισης του Spearman. Λογαριθμιστική παλινδρόμηση.
• Έλεγχος και λογαριθμιστική παλινδρόμηση με τη χρήση του STATA.
• Αξιολόγηση εργαστηριακών ευρημάτων. Ανάλυση κύριων συνιστωσών. Επίλυση ασκήσεων.

Υπεύθυνος Μαθήματος

• Αναπληρωτής Καθηγητής Μιχαήλ Φιλιππάκης

Αρχές και Μέθοδοι Βιοπληροφορικής

Εξάμηνο: Α’

Τύπος Μαθήματος: Υποχρεωτικό

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Τι είναι Βιοπληροφορική – Ορισμοί
• Στοιχεία Επιστήμης Υπολογιστών – Εφαρμογές Υπολογιστών στη Βιολογία (Βιοϋπολογιστική)
• Bάσεις δεδομένων πρωτεϊνών και DNA (σε όλα τα επίπεδα) – Εξειδικευμένες Βάσεις δεδομένων πρωτεϊνών και DNA – Προβλήματα σχολιασμού
• Εργαλεία ανάλυσης της πληροφορίας που είναι αποθηκευμένη στις βάσεις δεδομένων πρωτεϊνών και DNA (Protein and Genome Information Resources)
• Γονιδιώματα (Genome Projects)
• Eπόμενο στάδιο του κώδικα – Πρωτεϊνικό ‘δίπλωμα’ – (Protein folding)
• Αλληλεπιδράσεις ‘πρωτεϊνών – πρωτεϊνών’ (Protein-protein interactions) – Μεταβολικοί δρόμοι (Metabolic pathways) – Πρωτεϊνική συγκρότηση και αυτοσυγκρότηση (self-assembly)
• Tεράστια ποσά πληροφορίας από ανάλυση γονιδιωμάτων και μέθοδοι εκμετάλλευσής της. Αδυναμία πειραματικού καθορισμού δομής και ‘χαρακτηρισμού’ λειτουργίας πρωτεϊνών – Δομική γονιδιωματική (Structural Genomics)
• Υπολογιστική ανάλυση για τη γεφύρωση του ‘χάσματος’
• Συστήματα διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (Data Base Management Systems)
• Οντολογίες (Ontologies)
• Εισαγωγή στις Μεθόδους Μηχανικής Μάθησης στη Βιοπληροφορική

Υπεύθυνος Μαθήματος

• Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Βασιλική Οικονομίδου