Bioinformatique : séquence d'ADN et de protéines

Icampus

Notions de base en biochimie et en biologie moléculaire.

La bio-informatique désigne l'ensemble des concepts et des techniques nécessaires au traitement de l'information biologique et à son interprétation. Ce cours introductif décrit :

- les bases de données où sont conservées les séquences nucléotidiques et polypeptidiques

- les concepts et les outils informatiques qui sont nécessaires à l'analyse des séquences de l'ADN ou des protéines encodées (identification des régions codantes, recherche de ressemblances ou de motifs conservés, relations évolutives)

- les concepts et les outils informatiques utilisés pour la prédiction de structures secondaires de l'ARN et la détection des traverses membranaires des protéines

- certains outils statistiques développés pour l'interprétation des résultats

a. Contribution de l'activité au référentiel AA (AA du programme)

Cohérence des AA cours en regard de ceux du programme

1.1, 1.2, 1.3

3.1, 3.2, 3.4, 3.5, 3.6

b. Formulation spécifique pour cette activité des AA du programme

A la fin de cette activité, l'étudiant est capable d'identifier les outils informatiques (logiciels, base de données) les plus appropriés pour résoudre un problème scientifique, lié à l'analyse des séquences d'ADN ou de protéine, c'est-à-dire :

- Expliquer les concepts théoriques sous-jacents aux outils bio-informatiques

-Consulter les bases de données, expliquer comment l'information y est organisée, et identifier leurs avantages et inconvénients respectifs

- Confirmer ou réfuter les résultats d'analyse et les prédictions disponibles ; le cas échéant, proposer des analyses informatiques plus performantes ou rigoureuses

-Élaborer une méthodologie d'analyse complète à partir d'une séquence inconnue

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».

L'examen à livre ouvert consiste à proposer un problème associé à l'analyse d'une séquence d'ADN ou de protéine. Sa résolution exige :

 -la compréhension des concepts visés par le cours

- l'identification et la justification des outils informatiques (logiciels, bases de données) les plus appropriés

- l'interprétation statistique des résultats ou des prédictions obtenus

L'élaboration de la réponse exige des compétences développées par d'autres cours comme l'esprit de synthèse, la rigueur, la précision et l'esprit critique.

Les compétences visées par le cours seront développées à l'aide d'exposés magistraux, incluant des exemples concrets d'analyse de séquence, et à l'aide d'exercices encadrés à réaliser individuellement ou en groupe, en salle informatique. Un monitorat est prévu en fin de quadrimestre

1.     Rappel de notions fondamentales de biologie moléculaire

2.     Les bases de données ciblées sur les séquences nucléiques et polypeptidiques, les motifs conservés et les familles de protéines, les organismes

3.     Consultation des bases de données via l'Internet

4.     Comparaison, alignement global et local de séquences par la technique de programmation dynamique, matrices de score

5.     Recherche de séquences similaires dans les bases de données par la technique de la table de hachage

6.     Alignement multiple global et local (matrices de score à position spécifique, modèle caché de Markov)

7.     Prédictions des traverses membranaires et structure tridimensionnelle de l'ARN

      8.    Construction d'arbres phylogénétiques (distance et approche cladistique)

Un syllabus, des copies papier des diaporamas et le manuel pour les exercices sont disponibles sur icampus.

Le cours ne fait appel à aucun support particulier qui serait payant et jugé obligatoire. L'ouvrage Bioinformatics de Mount (CSHL press) est conseillé pour un apprentissage plus approfondi

Ce cours peut être donné en anglais.