Herramientas informáticas para la bioinformática Código:  M0.151    :  5
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Este es el plan docente de la asignatura para el segundo semestre del curso 2023-2024. Podéis consultar si la asignatura se ofrece este semestre en el espacio del campus Más UOC / La universidad / Planes de estudios). Una vez empiece la docencia, tenéis que consultarlo en el aula. El plan docente puede estar sujeto a cambios.

La investigación en Bioinformática suele consistir la mayoría de las veces en el análisis a nivel genómico a gran escala de grandes cantidades de datos. Por ejemplo, la creación del catálogo de genes de una especie puede comportar la predicción computacional de diferentes señales génicas a lo largo de su genoma (normalmente, varios Gigabytes) combinado con el alineamiento entre su secuencia y el genoma de otras especies para localizar regiones funcionales comunes.

En la práctica, la gestión de todos estos procesos y su posterior análisis no pueden ser llevados a cabo eficientemente de forma manual. Así, mediante programas y scripts desarrollados para cada problema concreto se planifica automáticamente la ejecución de cada bloque del protocolo que lleva a una posible solución del problema.

En una típica infraestructura bioinformática, los genomas se encuentran almacenados localmente en disco para evitar esperas en el acceso por la red. Además, los programas de procesamiento y análisis de esas secuencias también son almacenados en el propio ordenador para automatizar el proceso.

Es por ello que esta asignatura se centra en introducir las nociones básicas que un estudiante de bioinformática debe poseer sobre el manejo del sistema operativo más popular en estas instalaciones (GNU/Linux), uso de scripts en shell (pequeñas funciones de análisis basadas en herramientas básicas del sistema operativo), i la gestión de datos posteriores en bases de datos tanto de tipo relacional como no relacional

El conocimiento de estos sistemas no impide su combinación durante el resto del curso con resultados preliminares provenientes de aplicaciones ejecutadas en un servidor externo con cualquiera de los navegadores más populares, pues en la combinación de ambos paradigmas (protocolos locales + uso de servidores Web) descansa la mayor parte del éxito de la bioinformática en entornos de investigación en la biología molecular moderna.

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Esta asignatura representa el paso introductorio necesario desde el punto de vista técnico para enfrentarse a los siguientes módulos dedicados a la genómica, el análisis de experimentos masivos y la biología estructural.

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La Bioinformática. Cualquier especialización posterior suele requerir del conocimiento de las técnicas generales mostradas en este curso.

En concreto, los resultados del aprendizaje de esta asignatura pueden resumirse en los siguientes puntos:

  • Conocer el entorno de trabajo del sistema operativo GNU/Linux (y similares)

  • Manejo del terminal en GNU/Linux y de su sistema de ficheros en entornos bioinformáticos

  • Aprender a gestionar contenedores y workflows

  • Diseñar bases de datos relacionales, y no relacionales, para gestionar servicios bioinformáticos

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Formalmente no es necesario disponer de conocimientos previos específicos para cursar esta asignatura. No obstante, el correcto desarrollo de las actividades de evaluación continua de esta asignatura puede necesitar un esfuerzo adicional para aquellas personas con ninguna o poca experiencia de trabajo en entornos GNU/Linux.

Para aquellos estudiantes sin nociones previas de programación es aconsejable cursar también "Programación para la Bioinformática".

Para aquellos estudiantes sin nociones biológicas previas puede ser recomendable que primero cursen algunas asignaturas optativas de la parte biològica. O por ejemplo cursar la asignatura después o al mismo momento que Genomica computacional.

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No hay restricciones de acceso. Está especialmente aconsejada para perfiles biosanitarios, o para aquellos estudiantes que no tengan ninguna experiencia en el manejo de entornos GNU/Linux.

Para aquellos estudiantes sin nociones previas de programación es aconsejable cursar también "Programación para la Bioinformática", donde se ven los conceptos relativos a la programacion de scripts (Perl, Python) para automatizar protocolos de analisis de datos bioinformaticos a gran escala.

Los materiales docentes de esta asignatura se proporcionan tanto en español como en catalán. Las actividades docentes así como las intervenciones del Profesor Colaborador se realizarán en catalán, en español, o en ambos dependiendo del ambito de comunicación.

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Una vez finalizada esta asignatura, el estudiante debería estar familiarizado con la forma de trabajar en línea de comandos de entornos GNU/Linux, en especial con aquellos orientados al análisis a gran escala de datos bioinformáticos, mediante la combinación de resultados generados por varios programas. A su vez, la publicación de estos protocolos en forma de servidor y de los resultados almacenados en una base de datos relacional en forma de página web serán también objetivos primarios de esta asignatura.

Más concretamente, son objetivos básicos:

1) Manejo básico del intérprete de comandos de GNU/Linux

2) Descarga y manipulación de datos bioinformáticos

3) Gestionar contenedores y workflows

4) Almacenamiento de resultados en bases de datos relacionales (MySQL) i no relacionales

Con estos conocimientos, el estudiante debería estar preparado para integrarse en un entorno laboral bioinformático, adaptándose progresivamente después a las particularidades de cada equipo de investigación.

Competencias básicas y generales:

  • Todas las competencias básicas
  • Todas las competencias generales

Competencias transversales:

  • CT2: Capacidad para la comunicación oral y escrita para la vida académica y profesional.
  • CT3: Capacidad para proponer soluciones innovadoras y toma de decisiones.
  • CT5: Capacidad para la comprensión, el análisis y la síntesis.
  • CT6: Capacidad para el diseño y la gestión de proyectos.

Competencias específicas:

  • CE3: Adquirir las habilidades técnicas apropiadas para la bioinformática, como programación, creación y gestión de bases de datos, creación de páginas web, análisis y diseño de algoritmos, y conocer su uso y aplicación en la bioinformática.

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Los contenidos de la asignatura están organizados en cuatro bloques temáticos:

  1. Puesta en marcha de un sistema GNU/linux sobre una máquina virtual. El terminal en entornos bioinformáticos: comandos básicos, gestión de ficheros y extracción de datos
  2. Gestión de entornos y contenedores.
  3. Workflows
  4. Diseño de bases de datos relacionales para la gesión de datos biológicos: tablas, claves y MySQL. Gestión de bases de datos relacionales y no relacionales.

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Instal·lació de la màquina virtual Audiovisual
Instalación de la máquina virtual Audiovisual
Introducció a la línia d'ordres (CLI) Audiovisual
Introducción a la línea de comandos (CLI) Audiovisual
Primers passos a MySQL Audiovisual
Primeros pasos en MySQL Audiovisual
Introducción al lenguaje HTML Audiovisual
Introducción a CCS Audiovisual
1. Introducción a los entornos de trabajo Gnu/Linux PDF
1. Introducció als entorns de treball UNIX PDF
2. Entornos y contenedores PDF
2. Environments i contenidors PDF
3. Workflows PDF
3. Workflows PDF
4. Gestión de datos PDF
4. Gestió de dades SQL i NoSQL PDF
MV (64 bits) Software en línea
Herramientas informáticas para la bioinformática Web
Eines informàtiques per a la bioinformàtica Web

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Es imprescindible para una correcta adquisición de estos conocimientos la práctica exhaustiva en una plataforma GNU/Linux de todos los ejemplos introducidos en estos materiales. La ordenación establecida intenta seguir un orden lógico de forma que cada tema es necesario para profundizar en el tema siguiente de estos materiales.

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El proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.

La falta de autenticidad en la autoría o de originalidad de las pruebas de evaluación; la copia o el plagio; el intento fraudulento de obtener un resultado académico mejor; la colaboración, el encubrimiento o el favorecimiento de la copia, o la utilización de material, software o dispositivos no autorizados durante la evaluación, entre otras, son conductas irregulares en la evaluación que pueden tener consecuencias académicas y disciplinarias graves.

Estas conductas irregulares pueden comportar el suspenso (D/0) en las actividades evaluables que se definan en el plan docente -incluidas las pruebas finales- o en la calificación final de la asignatura, sea porque se han utilizado materiales, software o dispositivos no autorizados durante las pruebas, como por ejemplo redes sociales o buscadores de información en internet, porque se han copiado fragmentos de texto de una fuente externa (internet, apuntes, libros, artículos, trabajos o pruebas de otros estudiantes, etc.) sin la citación correspondiente, o porque se ha llevado a cabo cualquier otra conducta irregular.

Así mismo, y de acuerdo con la normativa académica, las conductas irregulares en la evaluación también pueden dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y a la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda, de conformidad con lo establecido en la normativa de convivencia de la UOC.

En el marco del proceso de evaluación, la UOC se reserva la potestad de:

  • Solicitar al estudiante que acredite su identidad según lo establecido en la normativa académica.
  • Solicitar al estudiante que acredite la autoría de su trabajo a lo largo de todo el proceso de evaluación, tanto evaluación continua como evaluación final, por medio de una prueba oral o los medios síncronos o asíncronos que establezca la universidad. Estos medios tendrán por objeto verificar los conocimientos y las competencias que garanticen la autoría; en ningún caso implicarán una segunda evaluación. Si no es posible garantizar la autoría del estudiante, la prueba será calificada con D, en el caso de la evaluación continua, o con un Suspenso, en el caso de la evaluación final.

    A estos efectos, la UOC puede exigir al estudiante el uso de un micrófono, una cámara u otras herramientas durante la evaluación; será responsabilidad del estudiante asegurar que tales dispositivos funcionan correctamente.

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La asignatura solo puede aprobarse con el seguimiento y la superación de la evaluación continua (EC). La calificación final de la asignatura es la nota obtenida en la EC.

 

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