Wymagania na egzamin wstępny na studia drugiego stopnia
Egzamin wstępny na studia drugiego stopnia z bioinformatyki i biologii systemów obejmuje następujące zagadnienia:
- Podstawy chemii
- Podstawowe pojęcia chemii
- Budowa atomu i molekuł
- Kształt molekuł
- Reakcje chemiczne
- Równowagi chemiczne
- Elementy termodynamiki chemicznej
- Podstawowe techniki doświadczalne
- Systematyka zwiazków organicznych
- Nomenklatura
- Proste reakcje chemii organicznej
- Elementy spektroskopii i innych technik badania związków organicznych
- Biomakromolekuły – skład, właściwości, konformacje, techniki doświadczalne
- Podstawy fizyki
- Podstawowe pojęcia i prawa kinematyki i dynamiki
- Prawa zachowania: pędu, momentu pędu i energii
- Praca i energia
- Podstawy elektrostatyki, potencjał i natężenie pola elektrostatycznego, prawo Gaussa
- Pole elektrostatyczne pochodzące od układu ładunków
- Pole dipola elektrycznego, dipol trwały i indukowany
- Dielektryki, polaryzacja, pola elektrostatyczne w dielektrykach
- Przewodniki, proste obwody z prądem, kondensatory
- Elementy mechaniki kwantowej, stacjonarne równanie Schroedingera
- Modelowe układy w fizyce klasycznej i kwantowej
- Wybrane modele atomu wodoru
- Atomy i molekuły, jakościowa teoria wiązania chemicznego na przykładzie molekuły dwuatomowej
- Widma energii i elementy spektroskopii molekularnej
- Podstawy fizyki statystycznej: gaz doskonały i rzeczywiste gazy
- Rozkład Boltzmanna
- Energia wewnętrzna, entropia, entalpia i energia swobodna
- Entropia i informacja
- Wybrane zagadnienia metod obliczeniowych fizyki układów (bio)molekularnych: mechaniczne modele układów wieloatomowych, podstawy metod Monte-Carlo, generowanie zespołu statystycznego w stałej temperaturze i objętości, proste algorytmy klasycznej dynamiki molekularnej układu wieloatomowego
- Rachunek różniczkowy i całkowy
- Elementy logiki i teorii mnogości
- Wielomiany i twierdzenie Bezout
- Funkcje wymierne i funkcje elementarne (funkcja wykładnicza, logarytm, funkcje trygonometryczne i cyklometryczne)
- Najważniejsze informacje o ciągach i szeregach
- Granica i ciągłość funkcji
- Pojęcie pochodnej, jego interpretacja geometryczna i mechaniczna
- 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
- Metody całkowania funkcji jednej zmiennej
- Proste równania różniczkowe zwyczajne o zmiennych rozdzielonych, pojawiające w zastosowaniach fizycznych i innych
- Wstęp do informatyki
- Język skryptowy shell
- Podstawy programowania w języku Perl
- Podstawy programowania w języku Python
- Wstęp do biologii
- Definicja życia
- Biosfera
- Poziomy orgaznizacji życia
- Podstawowe teorie biologiczne (komórkowa, ewolucji i doboru naturalnego, dziedziczenia)
- Homeostaza
- Różnorodność życia na Ziemi
- Systemy klasyfikacyjne
- Najważniejsze taksony (elementy mikrobiologii, anatomia roślin i zwierząt)
- Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka
- Modele dyskretne rachunku prawdopodobieństwa
- Łańcuchy Markowa
- Podstawowe rozkłady ciągłe
- Prawo wielkich liczb i centralne twierdzenie graniczne
- Elementy teorii informacji
- Model statystyczny
- Metody estymacji
- Własności i porównywanie estymatorów
- Przedziały ufności
- Testy istotności
- Własności i porównywanie testów
- Model liniowy
- Algorytmy i struktury danych
- Algorytmy tekstowe (wyszukiwanie wzorca)
- Algorytmy grafowe (komputerowa reprezentacja grafów, przeszukiwanie, problemy ścieżkowe)
- Algorytmy na drzewach
- Drzewa sufiksowe
- Tablice sufiksowe
- Ekologia
- Osobnik w środowisku
- Gatunek
- Populacje
- Demografia populacji ludzkiej
- Interakcje międzygatunkowe
- Biocenozy
- Biomanipulacja
- Ekosystem
- Ekologia krajobrazu
- Ekosystemy przekształcone przez człowieka
- Biochemia
- Budowa i właściwości najważniejszych związków drobnocząsteczkowych (aminokwasy, cukry, nukleotydy, związki lipidowe, metabolity wtórne)
- Budowa i właściwości najważniejszych związków wielkocząsteczkowych (białka, kwasy nukleinowe, polisacharydy)
- Elementy katalizy enzymatycznej
- Kinetyka reakcji enzymatycznych
- Główne szlaki metaboliczne
- Elementy bioenergetyki
- Matematyka dyskretna i algebra liniowa
- Elementy kombinatoryki
- Podstawy teorii grafów
- Przestrzenie liniowe
- Przekształcenia liniowe
- Macierze
- Wyznaczniki
- Wektory własne
- Programowanie i projektowanie obiektowe
- Podstawowe pojęcia programowania obiektowego (dziedziczenie, polimorfizm, metody wirtualna, konstruktory i dekstruktory)
- Podstawy języka Java
- Podstawy projektowania systemów informatycznych (język UML)
- Diagramy przepływu czynności (TAVERNA)
- Biologia komórki
- Typy budowy komórki (prokariotyczna, eukariotyczna, zwierzęca, roślinna)
- Różne typy osłon komórkowych
- Błony biologiczne
- Transport przez błony
- Organizacja i ruchy cytoplazmy
- Organelle
- Genofory
- Cykl komórkowy
- Mitoza i mejoza
- Elementy embriologii
- Biologia molekularna z genetyką
- DNA jako nośnik informacji genetycznej
- Podstawy genetyki klasycznej
- Genetyka człowieka
- Elementy inżynierii genetycznej
- Różne typy sekwencji nukleotydowych
- Genomika
- Ewolucja sekwencji nukleotydowych
- Chromatyna
- Replikacja DNA
- Mutageneza
- Naprawa uszkodzeń DNA
- Transkrypcja
- Kontrola aktywności genów
- Mechanizmy epigenetyczne
- Składanie i edytowanie RNA
- Małe regulacyjne RNA
- Translacja
- Dojrzewanie białek (folding, modyfikacje potranslacyjne)
- Adresowanie białek
- Degradacja białek (ubikwitynacja, proteosom, autofagia, reguła N-końca)
- Fizjologia i regulacja metabolizmu
- Tkanki, narządy, układy narządów u roślin i zwierząt
- Wzrost i różnicowanie się roślin i zwierząt
- Elementy immunologii
- Rozmnażanie się roślin i zwierząt
- Reakcje roślin na zmiany środowiska
- Zachowanie się zwierząt
- Matematyka obliczeniowa
- Arytmetyka komputerów
- Poprawność algorytmów numerycznych
- Rozwiązywanie skalarnych równań nieliniowych
- Rozwiązywanie układów równań liniowych
- Interpolacja i aproksymacja
- Numeryczne całkowanie
- Obliczanie wartości własnych macierzy
- Optymalizacja i teoria gier
- Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych (pochodne cząstkowe, różniczka zupełna, ekstrema, ekstrema związane)
- Elementy teorii Riemanna funkcji wielu zmiennych
- Podstawowa struktura modeli teoriogrowych
- Równowaga Nasha
- Strategie ewolucyjnie stabilne
- Dynamiczne modele replikatorowe
- Genetyka populacyjna
- Algorytmy genetyczne
- Algorytmy typu boosting bazujące na teorii gier
- Wstęp do bioinformatyki
- Podstawowe bazy danych, algorytmy i narzędzia informatycznych służące do operacji na sekwencjach nukleotydowych i białkowych
- Zaawansowane metody porównywania jednej oraz wielu sekwencji z elementami ewolucji molekularnej
- Analiza, porównywanie i adnotacja sekwencji genomowych
- Statystyczna analiza danych
- Klasteryzacja danych (klasteryzacja oparta na modelu statystycznym, metody relokacyjne, metody hierarchiczne)
- Analiza składowych głównych (PCA)
- Skalowanie wielowymiarowe
- Selekcja cech
- Klasyfikacja danych (metody parametryczne)
- Klasyfikator bayesowski
- Regresja liniowa
- Liniowa analiza dyskryminacyjna (LDA)
- Metody nieparametryczne (maszyny wektorów wspierających SVM, kalsyfikatory drzewowe)
- Ocena istotności wyników
- Enzymologia molekularna
- Poziomy organizacji strukturalnej białek
- Motywy strukturalne
- Klasyfikacja strukturalna białek
- Siły kształtujące struktury przestrzenne
- Folding
- Metody badania struktury białek
- Centrum aktywne
- Mechanizmy katalizy enzymatycznej
- Regulacja aktywności enzymów (allosteria, kooperatywność, różne rodzaje hamowania, modyfikacje postsyntetyczne)
- Regulacja i koordynacja przemian metabolicznych
- Abzymy i rybozymy
- Bazy danych i usługi sieciowe
- Podstawy teorii relacyjnych baz danych
- Projektowanie relacyjnych baz danych (postaci normalne, klucze, więzy spójności)
- Język zapytań SQL
- Użytkowanie i administracja baz danych
- Interfejsy sieciowe w architekturze klient–serwer
- Typy sieci
- Protokoły sieciowe
- Biologiczne systemy koordynacji
- Regulacja i koordynacja metabolizmu w komórce i organizmie
- Przekazywanie sygnałów w komórce
- Szlaki sygnałowe
- Homeostaza
- Regulacja hormonalna i nerwowa
- Regulacja rozwoju
- Elementy neurofizjologii
- Stabilność ekosystemów
- Modelowanie molekularne i obliczeniowa biologia strukturalna
- Przegląd metod analizy sekwencji i badania struktury kwasów nukleinowych, białek i innych biopolimerów
- Przewidywanie struktury białek metodami homologicznego modelowania
- Metody mechaniki i dynamiki molekularnej oraz metody Monte-Carlo i ich zastosowania w badaniach struktury i dynamiki
- Dynamika Monte-Carlo na sieciach i jej zastosowania
- Technika wymiany replik
- Funkcje korelacji
- Przyczynowość w dynamice układów biomolekularnych
- Mezoskopowe pola molekularne elektrostatyczne i hydrofobowe
- Maszyny biomolekularne
- Podstawy projektowania inhibitorów enzymów, potencjalnych leków
- Metody projektowania molekularnego z wykorzystaniem technologii wirtualnej rzeczywistości
- Modelowanie wybranych procesów regulacyjnych i szlaków sygnałowych
- Technologie w skali genomowej
- Mikromacierze (projektowanie i wykonanie eksperymentu, przetwarzanie danych, statystyczna analiza wyników)
- Alternatywne technologie badania ekspresji genów (SAGE, RT-PCR)
- Spektrometria masowa (technologia, interpretacja widma, klasyfikacja, dyskryminacja)
- Sieci oddziaywań białko-białko (metody eksperymentalne, własciwości sieci, moduły i motywy w sieciach oddziaływań)