Genetyka Populacyjna Plik

Załącznik Nr 5 do Zarz. Nr 33/11/12
Z1-PU7
(pieczęć wydziału)
WYDANIE N1
Strona 1 z 3
KARTA PRZEDMIOTU
1. Nazwa przedmiotu: GENETYKA POPULACYJNA
2. Kod przedmiotu:
3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2012/2013
4. Forma kształcenia: studia drugiego stopnia
5. Forma studiów: studia stacjonarne
6. Kierunek studiów: BIOTECHNOLOGIA; (WYDZIAŁ AEII)
7. Profil studiów: ogólnoakademicki
8. Specjalność: BIOINFORMATYKA
9. Semestr: 3
10. Jednostka prowadząca przedmiot: Instytut Automatyki, RAu1, Instytut Informatyki RAu2
11. Prowadzący przedmiot: prof. dr hab. inż. Marek Kimmel
12. Przynależność do grupy przedmiotów:
przedmioty specjalnościowe
13. Status przedmiotu: wybieralny
14. Język prowadzenia zajęć: angielski (wykład), polski (laboratorium)
15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne:
Calculus, statistics, bioinformatics. It is assumed that before starting the course student is well prepared in basic
distributions of random variables, statistical hypothesis testing, linear equations, genetics, and bioinformatics.
Analiza matematyczna, statystyka, bioinformatyki. Zakłada się, że przed rozpoczęciem nauki niniejszego
przedmiotu student posiada przygotowanie w zakresie podstawowych rozkładów zmiennych losowych,
testowania hipotez statystycznych, rozwiązywania równań liniowych, genetyki oraz bioinformatyki .
16. Cel przedmiotu: Goal of the course is to give students knowledge concerning basic models of population
genetics, i.e. Wright-Fisher model of genetic drift, mutation-drift equlibrium model, natural selection models
(underdominance, overdominance, directional) as well as coalescent, in particular in appliccation to generation
artificial samples composed of genomic sequences with distributions comparable to those prezent in natural
populations. It is also studied how genetic diversity in natural samples results from populatio n demography,
subject to evolution process responsible for variation observed.
Celem wykładu jest przekazanie studentom wiadomości w zakresie podstawowych modeli genetyki
populacyjnej, tj. modelu Wrighta-Fishera dryfu genetycznego, modelu równowagi pomiędzy dryfem i mutacją,
modeli naturalnej selekcji (poddominacji, naddominacji, kierunkowej) oraz koalescentu, zwłaszcza w
zastosowaniu do generowania sztucznych próbek składających się sekwencji genomicznych o rozkładach
porównywalnych do tych występujących w naturalnych populacjach. Bada się również znaczenie zróżnicowania
genetycznego w próbkach naturalnych na demografię populacji w ramach której przebiegał proces ewolucji
dający w wyniku obserwowane zróżnicowanie.
17. Efekty kształcenia:
Nr
Opis efektu kształcenia
Metoda
sprawdzenia
efektu
kształcenia
Forma
Odniesienie
prowadzenia do efektów
zajęć
dla kierunku
studiów
1
Zna model Wright-Fishera dryfu genetycznego
PS
WM, L
K_W19
2
Zna podstawowe pojęcia: dryf genetyczny, mutacja,
selekcja, koalescencja, efektywny rozmiar populacji
Ma wiedzę o wpływie modeli reprodukcji na efektywną
wielkość populacji
zna rodzaje i własności selekcji naturalnej działającej na
poziomie molekularnym
Potrafi określić rodzaj selekcji na podstawie parametrów
PS
WM, L
PS
WM, L
PS
WM, L
K_W04,
K_W10
K_W03,
K_W19
K_W04
PS, CL
L
K_U07
3
4
5
6
7
8
opisujących model
Potrafi wyznaczyć rozkład czasu koalescencji dla stałego
rozmiaru populacji
Potrafi przeprowadzić symulacje komputerowe w modelu
koalescentu służące do generowania sztucznych próbek
sekwencji genetycznych
Potrafi korzystać z informacji źródłowych w języku
angielskim
Potrafi samodzielnie podejmować decyzje dotyczące
wyboru odpowiedniego modelu opisującego siły
ewolucyjne działające w naturalnych populacjach
18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin)
9
PS, CL
L
K_U08
PS, CL
L
K_U07,
K_U10
PS
WM
PS, CL
L
K_U02,
K_U03,
K_U06
K_K03,
K_K04
W. : 30 L.: 15
19. Treści kształcenia:
Wykład
1) Introduction to population genetics
2) Nature of genetic variation, Hardy-Weinberg equilibrium, Linkage disequilibrium, mutation models (MK)
3) Random genetic drift – Wright-Fisher model
4) Mutation-drift equilibrium
5) Effective population size
6) Natural selection 1
7) Natural selection 2
8) Coalescent theory 1
9) Analysis of DNA polymorphism 1: Do humans evolve faster than chimps? (MK)
10) Analysis of DNA polymorphism 2: When did Mitochondrial Eve live?
11) Coalescent theory 2
12) Mutation – selection balance
13) Case study: H. sapiens – H. neanderthalensis interactions
14) Models of population growths
15) Final remarks
Zajęcia laboratoryjne (każde ćwiczenie 3 godz. lekcyje)
1) Simulating logistic growth of populations (continuous, discrete, with time-delay)
2) Simulating the effect of the random genetic drift
3) Simulating population of RNA-World package model
4) Simulating population samples using coalescent algorithm
5) Simulating coalescence distributions on populations modeled by branching processes
20. Egzamin: nie.
21. Literatura podstawowa:
Gilespie J.H., Population Genetics – A Concise Guide, The John Hopkins University Press, Baltimore and London,
1998
22. Literatura uzupełniająca:
Hartl D.L., Clark A.G., Principles of Population Genetics, Sinauer Associates, Inc. Publishers,
Sunderland, Massachusetts, 3rd Edition, 1997
23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia
Lp.
Forma zajęć
1
Wykład
2
Ćwiczenia
3
Laboratorium
4
Projekt
0/0
5
Seminarium
0/0
6
Inne
15/5
Suma godzin
60/30
Liczba godzin
kontaktowych / pracy studenta
30/10
0/0
15/15
24. Suma wszystkich godzin: 90
25. Liczba punktów ECTS: 3
26. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego: 2
27. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria, projekty): 1
26. Uwagi:
Zatwierdzono:
…………………………….
…………………………………………………
(data i podpis prowadzącego)
(data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry/
Dyrektora Kolegium Języków Obcych/kierownika lub
dyrektora jednostki międzywydziałowej)