Биоинформатика

«Биоинформатика» — научная специальность, занимающаяся изучением организации и функционирования биологических систем разного уровня (от молекулярного до популяционного) на основе методов и средств информатики. Решение научных проблем данной специальности имеет как фундаментальное, так и прикладное значение.

Области исследований биоинформатики:

1. Исследование эволюции живой природы с помощью средств информатики и математики.
2. Компьютерное и математическое моделирование информационных процессов в биологических системах.
3. Компьютерная генетика: расшифровка и моделирование структурной организации генов и геномов, а также кодируемых генами белков; корреляционный анализ мутаций и др.
4. Компьютерная нейробиология: моделирование природных нейронных систем, разработка и приложение нейросетей и др.
5. Исследование экологических систем с помощью информационных технологий.
6. Компьютерное моделирование биологического действия ксенобиотиков.
7. Компьютерное моделирование процессов получения, накопления, обработки и систематизации биологических данных.
8. Компьютерное распознавание и синтез изображений биологических объектов.
9. Создание новых информационных технологий на основе результатов исследований живой природы.
10. Организация, ведение и использование автоматизированных банков данных по биологии и медицине, в т. ч. банков междисциплинарных данных.
11. Разработка интеллектуальных систем анализа и прогнозирования свойств биологических объектов на основе специализированных баз и банков данных.
12. Создание систем информационного обеспечения и поддержки биологических и медицинских исследований, включая анализ точек роста и тенденций развития научных направлений.

Предлагаемая магистрам Южного федерального университета междисциплинарная интегративная программа «Биоинформатика», является продуктом тесного творческого сотрудничества кафедры генетики ЮФУ и факультета математики, механики и компьютерных наук ЮФУ. Обучаться в магистратуре по биоинформатике смогут не только выпускники бакалавриата биолого-почвенного факультета ЮФУ, но и выпускники других факультетов, успешно сдавшие вступительные испытания по соответствующей программе бакалавриата.

В разработке магистерской программы приняли участие ведущие специалисты кафедры генетики и кафедры алгебры и дискретной математики ЮФУ. В цикл специальных дисциплин нового учебного плана включены следующие дисциплины:

• комбинаторный анализ и дискретная математика;
• информатика;
• программирование;
• алгоритмы;
• генная инженерия;
• классические модели дискретного анализа;
• численные методы;
• гены и геномы;
• хромосомы;
• алгоритмы и программные системы в биоинформатике;
• практическая биоинформатика.

Для студентов не биологических специальностей разработан адаптированный курс «Введение в общую биологию и генетику».

Кафедра генетики ЮФУ имеет грант ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России 2009-2013» по биоинформационным исследованием по теме «Создание и апробация нового метода FIAV для быстрой идентификации аллельных вариантов генов».

Прохождение магистрами научно-исследовательской практики будет осуществляться в различных подразделениях ЮФУ и других научно-исследовательских учреждениях РФ, а также возможна организация обучения в течение одного семестра в европейском Вузе — партнере ЮФУ (Германия, Испания, Португалия, Великобритания и др.).

Магистры, обладающие интегрированными знаниями в области специальных разделов генетики и биоинформатики, смогут эффективно, на высоком профессиональном уровне осуществлять научно-исследовательскую деятельность, претендовать на высокооплачиваемую перспективную работу. Выпускники магистратуры ЮФУ по биоинформатике смогут разрабатывать и отлаживать компьютерные программы для обработки обширных массивов экспериментальных данных, разрабатывать и формировать базы данных, участвовать в создании математических моделей сложных биологических процессов, вести информационный поиск по заявкам и грантам и др.

В числе потенциальных работодателей выпускников магистратуры могут выступать государственные образовательные, научные и медицинские учреждения, частные компании и предприятия, работающие в области биотехнологии, фармакологии, санитарно-эпидемиологического и экологического контроля, медицинского страхования и здравоохранения и т.д.

Вопросы к экзамену по биологии для поступающих в магистратуру на специальность «Биоинформатика»:

1. Охарактеризуйте основные положения клеточной теории.
2. Основные методы исследования клетки.
3. Химический состав клетки.
4. Биополимеры — белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.
5. Строение и функции нуклеиновых кислот.
6. Дать характеристику строению и функции белков. Описать первичную вторичную и третичную структуру белка.
7. Биосинтез белка.
8. Какова роль в процессе биосинтеза белка, рибосом, РНК и ДНК?
9. Генетический код.
10. Репликация ДНК.
11. Транскрипция.
12. Трансляция.
13. Дайте определения органоидам клетки.
14. Опишите строение и функции ядра клетки.
15. Типы деления клеток.
16. Гаметогенез. Оплодотворение.
17. Понятие о гене.
18. Понятие о хромосоме, и кариотипе.
19. Закономерности наследования. Законы Г. Менделя.
20. Понятие о мутациях.
21. Закономерности наследования в популяции. Закон Харди-Вайнберга.