Bioinformatyka — wymagania na egzamin wstępny na studia drugiego stopnia

Egzamin wstępny na studia drugiego stopnia z bioinformatyki i biologii systemów obejmuje następujące zagadnienia:

Matematyka i informatyka

• Rachunek różniczkowy i całkowy
  • Wielomiany i twierdzenie Bezout
  • Funkcje wymierne i funkcje elementarne (funkcja wykładnicza, logarytm, funkcje trygonometryczne)
  • Ciągi i szeregi
  • Granica i ciągłość funkcji
  • Pojęcie pochodnej, interpretacja
  • Rachunek różniczkowy i całkowy funkcji jednej zmiennej (twierdzenie o wartości średniej, ekstrema, wzór Taylora, wyrażenia nieoznaczone, badanie przebiegu zmienności)
  • Całka Newtona i jej interpretacja geometryczna
• Matematyka dyskretna i algebra liniowa
  • Zliczanie obiektów (permutacje, kombinacje, wariacje, dwumian Newtona)
  • Funkcje (obraz, przeciwobraz, iniekcje, surjekcje, bijekcje)
  • Zbiory, moce zbiorów, relacje równoważności, porządki
  • Teoria grafów (dwudzielność, spójność, cykliczność, ścieżki i cykle Eulera/Hamiltona, drzewa jako grafy)
  • Przestrzenie i przekształcenia liniowe (baza przestrzeni, wymiar przestrzeni)
  • Macierze (rząd macierzy, wyznaczniki, wektory własne)
• Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka
  • Modele dyskretne rachunku prawdopodobieństwa
  • Podstawowe rozkłady ciągłe i dyskretne
  • Prawo wielkich liczb i centralne twierdzenie graniczne
  • Przedziały ufności
  • Testy istotności
  • Model liniowy
• Statystyczna analiza danych
  • Klasteryzacja danych (metoda k-średnich, metody hierarchiczne)
  • Metody redukcji wymiaru, w tym analiza składowych głównych (PCA)
  • Klasyfikacja danych: Klasyfikator bayesowski, klasyfikator kNN, klasyfikatory drzewowe
  • Regresja liniowa
  • Miary jakości klasyfikatorów (czułość, specyficzność, itp.)
• Wstęp do informatyki
  • Podstawy programowania w języku Python
    • Konstrukcje sterujące
    • Podstawy programowania obiektowego
    • Słowniki i listy
    • Operacje na napisach
  • Podstawy obsługi systemów linuksowych z linii komend (powłoka bash)
• Algorytmy i struktury danych
  • Zasady analizy algorytmów: kryteria, aparat matematyczny
  • Sortowanie: problem, podstawowe algorytmy (przez wstawianie, przez scalanie, przez zliczanie, sortowanie szybkie)
  • Algorytmy na drzewach (reprezentacja drzew ukorzenionych, obiegi drzew)
  • Algorytmy grafowe (reprezentacja grafów, przeszukiwanie wszerz i w głąb, znajdowanie najkrótszych ścieżek)
  • Algorytmy Needlemana-Wunscha i Smitha-Watermana

Biologia

• Biologia – pojęcia ogólne
  • Poziomy organizacji życia (komórki, tkanki, organizmy, populacje, ekosystemy)
  • Podstawowe teorie biologiczne (komórkowa, ewolucji i doboru naturalnego, dziedziczenia)
• Biochemia
  • Budowa i właściwości najważniejszych związków drobnocząsteczkowych (aminokwasy, cukry, nukleotydy, związki lipidowe, metabolity wtórne)
  • Budowa i właściwości najważniejszych związków wielkocząsteczkowych (białka, kwasy nukleinowe, polisacharydy)
  • Główne szlaki metaboliczne
  • Elementy katalizy enzymatycznej
  • Elementy bioenergetyki
  • Poziomy organizacji strukturalnej białek, motywy strukturalne i klasyfikacja strukturalna białek
  • Siły kształtujące struktury przestrzenne
  • Metody badania struktury białek
  • Centrum aktywne
  • Regulacja aktywności enzymów (allosteria, kooperatywność, różne rodzaje hamowania)
  • Regulacja i koordynacja przemian metabolicznych
  • Rybozymy
• Biologia molekularna
  • Podstawowe pojęcia: materiał genetyczny, informacja genetyczna, kod genetyczny
  • Podstawy genetyki klasycznej
  • Genetyka człowieka: cechy jednogenowe i wieloczynnikowe, odziedziczalność. Zmiany dziedziczone a somatyczne, genetyka nowotworów
  • Wybrane metody badawcze genetyki i genomiki
  • Sekwencje kodujące, niekodujące i inne elementy genomów
  • Genomika
  • Ewolucja sekwencji nukleotydowych i aminokwasowych
  • Chromatyna
  • Replikacja DNA
  • Stabilność genomu: mutageneza, naprawa uszkodzeń DNA, rekombinacja
  • Transkrypcja i translacja
  • Kontrola aktywności genów
  • Mechanizmy epigenetyczne
  • Składanie i edytowanie RNA
  • Regulacyjne RNA
  • Dojrzewanie białek (folding, modyfikacje potranslacyjne)
  • Adresowanie białek
  • Degradacja białek (ubikwitynacja, proteosom, autofagia, reguła N-końca)
• Biologia komórki
  • Typy budowy komórki (prokariotyczna, eukariotyczna, zwierzęca, roślinna)
  • Błony biologiczne i transport przez błony
  • Organelle
  • Cykl komórkowy
  • Mitoza i mejoza
  • Przekazywanie sygnałów w komórce i szlaki sygnałowe
  • Regulacja i koordynacja metabolizmu w komórce
• • Biologia organizmów
  • Regulacja i koordynacja metabolizmu w organizmie
  • Elementy immunologii
  • Regulacja hormonalna i nerwowa
  • Elementy neurofizjologii