LITERATURA I TREŚCI PROGRAMOWE STUDIÓW PODYPLOMOWYCH IT W MEDYCYNIE - BIOINFORMATYKA 1
PODSTAWY BIOLOGII I GENETYKI MOLEKULARNEJ (10/20) Genetyka klasyczna. Dziedziczenie cech sprzężonych i uwarunkowanych przez płeć. Mapowanie genów. Genetyka molekularna (budowa, ekspresja, regulacja, zmienność genów, mutageneza). Podstawy inżynierii genetycznej. Genetyka człowieka; choroby genetyczne i możliwości ich leczenia. Immunogenetyka - wybrane zagadnienia. Nowotwory i mechanizmy ich powstawania. Podstawy genetyki populacyjnej. Ewolucja na poziomie molekularnym. 1. P.C. Winter, G. I. Hickey, H. L. Fletcher Genetyka krótkie wykłady, PWN, 2005 2. P. Węgleński Genetyka molekularna PWN, 2008 3. T.A. Brown,, Genomy PWN, 2009 4. S.B. Primrose Zasady analizy genomu wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1999 5. L.B. Jorde, J.C. Carey, M.J. Bamshad, R.L. White. Genetyka medyczna 6. B.R. Korf. Genetyka człowieka. Wydawnictwo naukowe PWN 2003 7. M. Connor, M. Ferguson-Smith. Postawy genetyki medycznej. Wydawnictwo Lekarskie PZWL 19989 8. J. Bal (red.) Biologia molekularna w medycynie. Elementy genetyki klinicznej. Wyd. 2 zmieinone. Wydawnictwo naukowe PWN 2006 9. Metody badania chromosomów. 1981, red. M. Olszewska. PWRiL, Warszawa. 10. J. M. Connor, M. A. Ferguson-Smith, Podstawy genetyki medycznej, Warszawa 1991. METODY I NARZĘDZIA SPECJALISTYCZNE(10/15) Metody sekwencjonowania, spektometria masowa, technologia mikromacierzy. Elektroforeza płytowa. Elektroforeza jedno- i dwukierunkowa. QRT-PCR, FISH. Mapy genomów. Zasady badania sekwencji nukleotydowych genomu. 1. T.A. Brown,, Genomy PWN, 2009 2. Małek K., Proniewicz L.(red.) Wybrane metody spektroskopii i spektrometrii molekulanej w analizie strukturalnej 3. R. A.W. Johnstone, M. E. Rose Spektrometria mas. 4. Griffin H.G., Griffin A.M. 1993. Methods in molecular biology. DNA sequencing protocols. Vol 23. Humana Press, Totowa, New Jersey. 5. Turner P.C., McLennan A.G., Bates A.D., White M.R.H. 1999. Krótkie wykłady: Biologia molekularna. PWN, Warszawa. 2
GENOMIKA PROTEOMIKA, TRANSKRYPTOMIKA (10/15) Identyfikacja obszarów odpowiadających określonym genom w obrębie fragmentów genomu. Charakterystyka wybranych genów i badanie wpływu ich produktów na życie komórki. Przypisywanie funkcji nieznanym genom. Analiza czynników wpływających na ekspresję genów. Badanie trójwymiarowej struktury makromolekuł. Poszukiwanie i dokładna charakterystyka genomu modelowych organizmów umożliwiających badanie zależności między funkcją genu a zdrowiem lub chorobą. Terapia genowa. 1. Biologia komórki Bruce Alberts, Dennis Bray, Karen Hopkin, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter - PWN 2. Bioinformatyka - A.D. Baxevanis, B.F.F. Ouellette - PWN 3. Berg J.M., Stryer L., Tymoczko J. L. Biochemia Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2007 4. Hames D. B., Hooper N.M. Biochemia. Krótkie wykłady - Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2006. OPROGRAMOWANIE SPECJALISTYCZNE (15ĆW) Ogólne aplikacje użytkowe (Gnumeric, AbiWord, Gnuplot, GIMP, Inkscape). Aplikacje specjalistyczne: Swiss PDB viewer, BioEdit, Cn3D, Chimera, inne aplikacje dostępne na platformie WWW. The R-Project i jego moduły. Język R. Języki i moduły specjalistyczne: BioJava, BioPERL, BioPython itp. Podstawy systemów operacyjnych przypisywanie uprawnień i udostępnianie zasobów w sieci. Przegląd specjalistycznych aplikacji dostępnych w różnych systemach operacyjnych. Dokumentacja poszczególnych środowisk: instrukcje, podręczniki dostępne w sieci Web jako odrębne pliki lub instrukcje na stronach poszczególnych aplikacji przykładowo: 1. SciLab. URL: http://www.scilab.org 2. Gnumeric - The Gnome Office Spreadsheet. URL: http://www.gnome.org/projects/gnumeric 3. GNUPlot & Vi. URL: http://fatcat.ftj.agh.edu.pl/~tomczyk 4. GNUPlot HomePage. URL: http://www.gnuplot.info 5. GNUPlot - not so Frequently Asked Questions. URL: http://t16web.lanl.gov/kawano/gnuplot/index-e.html 3
6. Komsta Ł., Wprowadzenie do środowiska R, http://cran.rproject.org/doc/contrib/komsta-wprowadzenie.pdf. 7. Marek Walesiak, Eugeniusz Gatnar (red.), Statystyczna analiza danych z wykorzystaniem programu R, rok wydania: 2009 8. K. Krysiak: Sieci komputerowe. Kompendium. Wydanie II. Helion, Gliwice, 2005. 9. R-tutorial [http://www.im.pwr.wroc.pl/~suchwalk/src/r_tutorial.htm] 10. J. Eaton, GNU Octave Manual, Network Theory Ltd., 2002. 11. W. N. Venables, D. M. Smith oraz R Development Core Team, An Introduction to R, Network Theory Ltd, 2002. 12. http://octave-forge.sourceforge.net/ 13. M. Murphy, Octave: A Free, High-Level Language for Mathematics, Linux Journal, Issue 39. BAZY DANYCH Z ELEMENTAMI PROGRAMOWANIA W SQL (10W/20ĆW) Pojęcie bazy danych. Typy baz danych. podstawy teoretyczne relacyjnych baz danych. Założenia Codd a. Definicja krotki i atrybutu. Proces normalizacji 5 postaci normalnych. Diagramy ERD. Metodyka projektowania baz. Systemy zarządzania relacyjnymi bazami danych. Podstawy języka SQL. Przetwarzanie transakcji. Elementy programowania baz danych. Realizacja projektu bazy w wybranym środowisku. 1. Celko J.:SQL Zaawansowane techniki programowania. Mikom, Warszawa, 1999. ISBN 83-7158-221-8. 2. Date, C.J. and H. Darwen: A Guide to SQL Standard. Addison-Wesley, 1994. 3. Gruber M.:SQL. HELION, Gliwice, 1996.. 4. Harrington, J.L.: SQLdla każdego. EDU-MIKOM, Warszawa, 1998. ISBN 83-87102-55-5. 5. SQL Język relacyjnych baz danych. WNT, Warszawa, 1995. ISBN 83-204-1806-2. 6. Stephens, R.K. et al.: SQL w 3 tygodnie. LT&P, Warszawa, 1999. ISBN 83-87115-13-4 7. H. Garcia-Molina i in.: Systemy baz danych. Pełny wykład. WNT, Warszawa, 2006. 8. M. Whitehorn, B. Marklyn: Relacyjne bazy danych. Helion. Gliwice, 2003. PROGRAMOWANIE (30 ĆW) Podstawy programowania. Kod i pseudokod. Programowanie strukturalne, deklaratywne, obiektowe. Języki kompilowane i interpretowane. Pojęcie stałych, zmiennych, funkcji, procedur. Zmienne lokalne i globalne. Przekazywanie parametrów. Pętle. typy plików i metody dostępu do plików. Podstawy technik obiektowych. Praktyczna implementacja 4
wybranych algorytmów w określonych językach programowania. Realizacja projektu programistycznego. 1. B.W. Kernighan, D.M. Ritchie: Język ANSI C. WNT, Warszawa, 2007. 2. J. Grębosz: Symfonia C++ standard. Tom 1 i 2. Edition 2000, Warszawa, 2006. 3. K. Barteczko: Praktyczne wprowadzenie do programowania obiektowego w języku C++. Wydawnictwo Lupus, Warszawa, 1994. 4. B. Eckel: Thinking in C++. Edycja polska. Helion, Gliwice, 2002. 5. T.H. Cormen i in.: Wprowadzenie do algorytmów. WNT, Warszawa, 2007. 6. Lutz M.: Python. Wprowadzenie. Gliwice, Helion 2009 ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH (10W/15ĆW) Złożoność obliczeniowa algorytmów, pojęcia podstawowe. Złożoność pesymistyczna i średnia. O-notacja. Szacowanie złożoności algorytmów. Paradygmat "dziel i zwyciężaj", równoważenie rozmiarów podzadań. Proste metody sortowania. Kres dolny złożoności pesymistycznej algorytmów sortowania. Wyszukiwanie linowe i binarne. Struktury dynamiczne: stosy, kolejki, listy, drzewa binarne, drzewa BST. Kopce, procedury operujące na kopcach. Kolejki priorytetowe. Problemy NP-zupełne. 1. L. Banachowski, K. Diks, W. Rytter, Algorytmy i Struktury Danych, WNT, Warszawa, 1996. 2. T.H. Corman, C.E. Lejserson, R.L. Rivest, Wprowadzenie do Algorytmów,WNT, Warszawa, 1997. 3. N. Wirth, Algorytmy + Struktury danych = Programy, WNT, Warszawa, 2000. 4. L. Banachowski, A. Kreczmar, Elementy Analizy Algorytmów, WNT, Warszawa, 1982. 5. A.V. Aho, J.D. Ullman, Projektowanie i Analiza Algorytmów Komputerowych, PWN, Warszawa, 1983. 6. L. Banachowski, A. Kreczmar, W. Rytter, Analiza Algorytmów i Struktur Danych, WNT, Warszawa, 1987. 7. Cormen T. H., Leiserson C. E., Rivest R. L. Wprowadzenie do algorytmów. 8. Korytowski A. Metody optymalizacji 9. P. Wróblewski: Algorytmy, struktury danych i techniki programowania. Helion, Gliwice, 2003 10. Z. Michalewicz. D.B. Fogel: Jak to rozwiązać, czyli nowoczesna heurystyka. WNT, Warszawa, 200 ELEMENTY GRAFIKI I WIZUALIZACJI (10W/15ĆW) 5
Informacja obrazowa. Sposoby zapisu obrazu-formaty, standardy plików. Algorytmy kompresji. Typ pliku a rodzaj obrazu. Systemy CAD - podstawy. Kanały, warstwy, ścieżki, filtry. Animacje. Pliki multimedialne, kompresja, kodowanie, formaty. Realizacja podstawowych transformacji (skalowanie, obrót, translacja) za pomocą mechanizmów standardowego, graficznego API; implementacja prostych procedur dokonujących transformacji prostych obrazów 2-wymiarowych. Wprowadzenie do grafiki trójwymiarowej. Matematyczne podstawy trójwymiarowej grafiki komputerowej. Realizm w grafice komputerowej modele oświetlenia, tekstury. 1. P. Shirley, Fundamentals of Computer Graphics, sec. ed. A K Peters, 2005 2. J. Zabrodzki i inni, Grafika komputerowa, metody i narzędzia, WNT 1994 3. M. Jankowski, Elementy grafiki komputerowej, WNT 1990 PODSTAWY BIOINFORMATYKI (10W/15ĆW) Bioinformatyka wprowadzenie, przegląd zagadnień. Przetwarzanie danych z mikromacierzy. Modelowanie struktur białkowych oraz zastosowanie w komputerowym projektowaniu leków. Projekt HGP. Przegląd algorytmicznych problemów bioinformatyki. Bioinformatyka ewolucyjna. 1. Higgs Paul G., Attwood Teresa K., Bioinformatyka i ewolucja molekularna, Wydawnictwo Naukowe PWN, wydanie 2008.r 2. A.D. Bexevanisa, B.F.F. Ouellette, Bioinformatyka PWN Warszawa 2005 3. Autorskie materiały do ćwiczeń (stworzone w ramach Projektu) PROGRAMOWANIE W ŚRODOWISKU INTERNETOWYM (0/10) Środowisko Visual Studio i.net Framework. Projektowanie formularzy internetowych. Obsługa błędów, walidacja danych. Współpraca aplikacji internetowej z bazą danych. Grafika w serwisach internetowych. Ajaksyfikacja aplikacji. Projektowanie zorientowane na usługi. Przegląd innych technologii (Java Web start, Django, PHP, skrypty CGI) 1. Dokumentacja MSDN, kursy ITA w ramach It Academy Microsoft, 2. J. Matulewski, S. OrłowskiTechnologie ASP.NET i ADO.NET w Visual Web Developer. Helion 2007 3. O. Al ZabirASP.NET 3.5. Tworzenie portali internetowych w nurcie Web 2.0. Helion, 2008 4. Graham S., Simeonov S., Boubez T., Davis D., Daniels G., et al., Java. Usługi WWW. Vademecum profesjonalisty, Helion, ISBN: 83-7197-991-6, 2003 6
5. McGovern, J., Sims, O., Jain, A., et.al., Enterprise Service Oriented Architectures: Concepts, Challenges, Recommendations, Springer, 2006 6. H.M. Deitel, P.J. Deitel, T,R. Nieto, Internet & World Wide Web. How to program, Deitel & Associates Inc., 2001 7. D. C. Naik, Internet Standards and Protocols, Microsoft Press, 1998 BIOINFORMATYCZNE BAZY DANYCH (0/20) Bioinformatyczne bazy danych: NCBI, ENTREZ, PDB, Array Express, Gene Ontology, Human Genome, KEGG, Expasy i inne. Metody dostępu, zawartość wykorzystane zawartych w bazach informacji. Formaty danych. Opisy dostępny na stronach WWW poszczególnych baz Autorskie materiały do ćwiczeń (stworzone w ramach Projektu) PRAWNE I ETYCZNE ASPEKTY W BIOINFORMATYCE (15/0) Prawo: podmiotowe, przedmiotowe. Normy. Źródła prawa: Akty normatywne: ustawy i akty wykonawcze, umowy, zarządzenia. Prawo zwyczajowe. Wykładnie prawne. Kodeksy i sprawy przez nie regulowane. Akty prawne chroniące programy komputerowe. Prawo autorskie, ogólne zasady ochrony utworów, uprawnienia majątkowe, uprawnienia osobiste. Zakres dozwolonego użytku dzieł. Umowy. Umowy licencyjne, rodzaje licencji-odpowiedzialność za brak licencji. Specyficzne przepisy prawne w różnych krajach (patenty, zabezpieczenia/bezpieczeństwo). Odpowiedzialność za stworzone oprogramowanie. Problemy etyczne w naukach biomedycznych. Uwarunkowania etyczne i prawne związane z transplantacją i inżynierią genetyczną. Procedury związane z uzyskiwaniem atestów na materiały i urządzenia medyczne oraz pozwoleń na badania kliniczne. Normy i standardy. Komisje bioetyczne zasady działania. 1. Mepham B., Bioetyka. Wprowadzenie dla studentów nauk biologicznych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008. 2. Singer P., Etyka praktyczna, Książka i Wiedza, Warszawa 2003. 3. Singer P. (red), Przewodnik po etyce, Książka i Wiedza, Warszawa 1998 [wybrane rozdziały]. 4. Prawne aspekty społeczeństwa informacyjnego: http://www.vagla.pl/ 5. Denning Elizabeth R.: Wojna informacyjna i bezpieczeństwo informacji, Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 2002. 7
6. Doroziński D.: Hakerzy. Technoanarchiści cyberprzestrzeni, Gliwice: Wydawnictwo Helion, 2001. 7. Giusnel J.: Wojny w cyberprzestrzeni. Wyd. A Oziębło, 1998 8. Ben Smith and Brian Komar with the Microsoft Security Team: Microsoft Windows Security Resource Kit. Wydanie II, MsPress 2005 9. Toxen B.: Bezpieczeństwo w Linuksie. Podręcznik administratora. Helion 2004 10. Jasudowicz T.(red), Bioetyka a prawa człowieka, Comer, Toruń 1997. 11. Chyrowicz B., Bioetyka i ryzyko, Towarzystwo naukowe KUL, Lublin 2000. 12. Konstańczak S., Etyka środowiskowa wobec biotechnologii, Wydawnictwo PAP, Słupsk 2003. ELEMENTY EKSPLORACJI DANYCH (15/20) Rola i cel eksploracji danych w analizie danych. Eksploracja danych jako część procesu odkrywania wiedzy z danych. Metodyka eksploracji danych CRISP-DM. Typowe zadania eksploracji danych i ich zastosowania. Przykłady. Oprogramowanie wspomagające eksplorację danych Rapid Miner, WEKA, Sipina Tanagra, Rattle praktyczna realizacja projektów. 1. J. Han, M. Kamber, Data Mining: Concepts and Techniques, Morgan Kaufman, 2000 2. I. H. Witten, E. Frank, Data Mining: Practical Machine Learning Tools and Techniques with Java Implementations, Morgan Kaufman, 2000 3. P. Cichosz, Systemy uczące się, WNT, 2000 4. T. Morzy, Odkrywanie asocjacji: Algorytmy i struktury danych, OWN, 2004 5. Hand David, Mannila Heikki, Smyth Padhraic, Eksploracja danych, WNT, Warszawa 2005 6. Daniel T. Larose, Odkrywanie wiedzy z danych, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2006, 7. Koronacki J., Ćwik J.: Statystyczne systemy uczące się, WNT, 2005 8. Brandt S.; tł. z ang. Szymanowski L., Analiza danych : metody statystyczne i obliczeniowe - Wyd. 2 - Warszawa : Wydaw. Naukowe PWN, 2002. 8