Bioinformatika na Univerzitě Karlově v Praze

Informace o studijním programu Univerzity Karlovy ve spolupráci s Evropskou molekulárně biologickou laboratoří v Heidelbergu a Max Planck Institutem v Drážďanech


Co je to bioinformatika

Bioinformatika je obor, ve kterém se potkává biologie a informatika při studiu biologických dat jako jsou DNA, RNA a proteiny.

Biologie těží ve 21. století z neobyčejného rozvoje metodických přístupů (sekvenování, proteomika), který vedlo a dále vede k bezprecedentnímu nárůstu cenných biologických dat. Je velmi pravděpobné, že se v dohledné době stane sekvenování kompletního genomu standardním diagnostickým vyšetřením a Evropan absolvuje sekvenování svého genomu několikrát za život. I další oblasti biologie směřují k metodám generujícím velké množství dat, a i proto se velikost databází biologických dat na Evropském bioinformatickém institu (EBI), hlavním úložišti biologických dat v Evropě, blíží v roce 2015 k 20 petabajtům a dále roste. Např. množství sekvenačních dat uložených na EBI se zdvojnásobí za méně než rok.

Biologové dnes disponují obrovským množstvím dat, které jsou příležitostí, závazkem a problémem najednou. Dat je generováno tolik, že je dnes už problém data efektivně přenášet standardními protokoly po internetu a zároveň je velmi obtížné data ukládat tak, aby byly spolehlivě a rychle prohledávatelné. V datech je však velké množství dosud neprobádaných a neobjevených faktů a souvislostí, které přispějí nejenom k pochopení zákonitostí života, ale mohou pomoci i s léčbou závažných onemocnění či zefektivnit zěmědělskou produkci.

Bioinformatika je stále relativně novým oborem, který se snaží vypořádat s rostoucím množstvím dat, snaží se dát smysl záplavě biologických dat a zároveň řešit problémy s ukládáním, dostupností a distribucí těchto dat, což je klíčové pro jejich plné využití. Význam a využití bioinformatiky v biologickém výzkumu, ale i ve vývoji léčiv, v lékařské diagnostice a v zemědělství neustále roste a v dalších letech s rostoucím množstvím biologických dat dále poroste. Příslušně poroste i poptávka po odbornících, kteří budou schopni nejen využívat existují bioinformatické nástroje, ale i vyvíjet nástroje nové.

Bioinformatiku je možné na UK studovat jak v bakalářškém, tak nově (od roku 2017) i v magisterském studijním programu. Oba programy respektují interdisciplinární charakter bioinformatiky, a proto na jejich výuce spolupracují Matematicko-fyzikální a Přírodovědecka fakulta UK. V magisterském stupni se navíc na výuce podílí prestižní vědecké instituce ze zahraničí - jmenovitě Evropská molekulárně biologická laboratoř (EMBL) v Heidelbergu a Max-Planck Institut pro molekulární buněčnou biologii a genetiku v Drážďanech . Studenti tak mají vyjímečnou příležitost studovat v mezinárodním prostředí, setkávat se s předními evropskými odborníky ve svých oblastech a rozvíjet se po jejich vedením v perspektivním oboru.

Co bych měl vědět o studiu bioinformatiky na Univerzitě Karlově?


Co budu studovat?


Studijní plán

Co mi může UK nabídnout při studiu?


O studiu

Co budu umět a jak se uplatním?


Příklady projektů

Bakalářský studijní plán

Povinné předměty

Předmět Doporučený ročník Semestr (Zimní/Letní)
Lineární algebra I 1 Z
Kombinatorika pro bioinformatiky 1 Z
Programování I 1 Z
Biologie buňky 1 Z
Obecná chemie 1 Z
Lineární algebra II 1 L
Algoritmy a datové struktury I 1 L
Programování II 1 L
Základy biochemie 1 L
Základy bioinformatiky 1 L
Struktura a vlastnosti informačních biopolymerů 1 L
Matematická analýza I 2 Z
Algoritmy a datové struktury II 2 Z
Úvod do evoluční biologie 2 Z
Genetika 2 Z
Matematická analýza II 2 L
Databázové systémy 2 L
Úvod do Unixu 2 L
Základní praktikum z molekulární biologie 2 L
Základy molekulární biologie 2 L
Bioinformatické zdroje a aplikace 2 L
Pravděpodobnost a statistika 3 Z
Bioinformatické algoritmy, databáze a nástroje 3 Z
Proteomika 3 Z
Bakalářský projekt oboru Bioinformatika 3 L

Povinně volitelné předměty

Programování
Programování v C++ 2 Z
Jazyk C# a platforma .NET 2 Z
Java 2 Z
Praktická cvičení
Biologie buňky 2 Z
Praktikum z biochemie 3 Z
Rostlinná buňka 3 Z
Praktikum z vývojové biologie 3 L
Ostatní MFF
Textové algoritmy 3 Z
Programování s omezujícímí podmínkami 3 Z
Databázové aplikace 3 Z
Počítačové sítě I 3 Z
Bioinformatický projekt 3 Z
Automaty a gramatiky 3 L
Pokročilé programování v C++ 3 L
Pokročilé programování pro .NET I 3 L
Pokročilé programování na platformě Java 3 L
Ostatní PřF
Histologie/Cytologie 2 L
Vývojová biologie 2 L
Metody funkční genomiky /Methods of functional genomic 3 Z/L
Biologie rostlinné buňky 3 Z
Imunologie 3 Z
Evoluční genetika 3 Z
Základy fyziologie živočichů 3 Z
Molekulární genetika rostlin 3 Z
Forenzní genetika 3 L
Ekologie 3 L

Předměty

V rámci studijního plánu jsem pro vás připravili mix přednášek z biologie, informatiky a matematiky, které pokrývají celé spektrum znalostí dovedností, kterými by měl každý bioinformatik vládnout. Protože výuku zajišťují rovným dílem Přírodovědecká fakulta a Matematick-fyzikální fakulta, osvojíte si stejným dílem znalosti potřebné teoretické znalosti, ale bude mít přístup i do laboratoří a to jak biologických tak počítačových. V rámci biologických praktik se tak naučíte práci v laboratoři a v rámci informatických přednášek a cvičení si zase sovojíte schopnost programování a vývoje softwarových systémů. Výhodou studia na Univerzitě Karlově je šíře zajišťovaných přednášek, ke kterým máte přístup. Pokud by vás tedy lákaly i jiné kurzy, než které jsme pro vás připravili v rámci studijního programu bioinformatika, máte možnost zapsat si libovolný jiný předmět z palety kurzů v rámci celé Univerzity Karlovy.

Stáže

Zkrátka nepřijdou ani ti, kteří se chtějí rozhlédnout po světě. V rámci mezinárodního programu Erasmus mají naše fakulty smlouvy na desítky tříměsíčních, půlročních a ročních stáží na univerzitách v Evropě. Díky naší spolupráci s EMBL v Heidelbergu a Max Planck Institutem v Dřážďanech budou studenti mít možnost vyjet i na tato prestižní pracoviště.

Volný čas

Nejen studiem živ je student. Na Univerzitě Karlově jsou také bohaté možnosti sportovních aktivit (zimní a letní sportovní kurzy, možnost navštěvovat univerzitní sportoviště) a společenských akcí (beánie, ples, soutěže, turnaje).