Bioinformatika a z oktatásban

1. Bioinformatika az oktatásban Természettudomány tanítása korszerűen és vonzóan Nemzetközi szeminárium 2011. augusztus 23.-25. ELTE/ Info Park Alapítvány József Éva Bolyai Farkas Elméleti Líceum Marosvásárhely

2. Miért használjunk a bioinformatikai adatbázisokat az oktatásban? • Mert a molekuláris genetika nagyon elvont, nehezen érzékelhető, „látható” a diákok számára • Mert a diákok szeretik, ha az elvont dolgokat nem csak észérvekkel, hanem képekkel, ábrákkal, általuk is használható programokkal támasztjuk alá • Mert diákjaink kiválóan használják a számítógépet • Mert könnyen és logikusan fel lehet építeni bonyolultnak tűnő dolgokat • Mert végre megértik és „látják” az emberi kromoszómák, az emberi genom szerkezetét és összefüggésbe tudják hozni az ember evolúciójával valamint emberi betegségekkel

3. Mivel foglalkozik a bioinformatika? • Nukleinsavszekvenciákillesztése → genomszekvenálások • Statisztikaielemzések, génkeresés, intron/exon térképezés. • Nukleinsav (genom, mRNS), fehérjeadatbázisok összeállítása • Hasonlóságalapúkeresésekazadatbázisokban • Filogenetikaitörzsfákfelállítása

4. A fajok eredete • A világ első filogenetikai törzsfája Darwin kézirataiban • Hiányosságai: • Darwin semmit sem tudott a genetikáról • Darwin úgy tekintette, hogy a szülők tulajdonságai összekeverednek az utódokban • Néhány generáció után a különbségek összemosódnak

5. DNS alapú törzsfák előnyei • Minden szervezetben megtalálható a genetikai anyag DNS vagy RNS formájában • A molekuláris információ független az evolúciótól, így olyan élőlények is vizsgálhatók, amiknek nincs evolúciós múltjuk pl. HIV • A DNS alapú törzsfák alkalmasak statisztikai felmérésekre, objektív összehasonlításra

6. Szekvenciaillesztés • Szekvenciaillesztés („alignment”): kétvagytöbbnukleotid- vagyaminosav-szekvenciaolyanelrendezése, amelymegmutatja, hogyazösszehasonlítottszekvenciákholhasonlítanak,illetveholkülönböznekegymástól. http://scidiv.bellevuecollege.edu/gb/bio_199/biology199dnaalignment.html

7. Filogenetikai analízisek kapcsolata a szekvenciaillesztéssel • A szekvenciaillesztés meghatározza az illesztett szekvenciák közötti azonosság, illetveeltérés mértékét. • Hasonló szekvenciák esetén a különböző fajokból származó szekvenciák közöttieltérések a fajok független evolúciós múltja során gyűjtött mutációk eredményei. • A mutációk száma, vagyis a szekvenciaeltérés foka ezért megfeleltethető a két fajközti evolúciós távolsággal: minél régebben vált el egymástól két faj, annál nagyobb lesz a szekvenciaeltérés. • Az optimális illesztés minimalizálja a fán a mutációs lépések számát.

8. A www.geneious.org adatbázis használata

9. - belépés az adatbázisba- a szekvenciaillesztés kiválasztása

10. -a kívánt szekvenciák kiválasztása

11. - a kívánt szekvenciák összehasonlítása

12. - az evolúciós törzsfa felállítása a szekvenciaillesztés alapján

13. - az evolúciós törzsfa

14. Lehet, hogy ön mégis rokona a majomnak...?

15. Bővebben a vizsgált génről

16. Az Appendix Természettudományos Diákkör

17. Az Appendix Természettudományos Diákkör

18. A diákköri munka

19. Előadások Magyar Tannyelvű Középiskolák Országos Tantárgyversenye Mindentudás Iskolája

20. Diákmunkák a bioinformatikai adatbázisok felhasználásával, elért eredmények • 2010- Bartha Noémi Eszter: Beltenyésztés a XXI. században? • TUDEK I díj • TUDOK I díj • Innovációs verseny: a legjobb külföldi versenyző • 2011- Germán Salló Zsófia, Kelemen Krisztina: Különbözünk, de miért? • TUDEK I díj • TUDOK Nagydíj

21. Diákmunkák a bioinformatikai adatbázisok felhasználásával, elért eredmények • 2011- Ferencz Arnold Béla: A rák mint genetikai betegség • A magyar tannyelvű középiskolák Országos Tantárgyversenye, dícséret

22. www.appendix.co.cc

23. www.appendix.co.cc

24. Köszönetnyilvánítás • Az EMBL Heidelberg/EBI Hinxton munkacsoportjának • Prof. Dr. Somogyi Péter oxfordi profeszornak • Dr. Hantz Péter kutatónak

25. Köszönöm a figyelmet!