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Bioinformática, un programa especializado de la UC San Diego y Coursera

En este artículo te presentaré un programa especializado sobre Bioinformática, de la Universidad de California en San Diego, a través de la plataforma de educación a distancia Coursera.

La Bioinformática es una disciplina que estudia la biología a través del uso de la informática, con la aplicación de algoritmos computacionales. Es un campo que existe desde hace tiempo pero que ha crecido en los últimos años gracias a los avances tecnológicos.

Si estás interesado en este campo, es importante que sepas que para comenzar tienes que tener conocimientos en algún área como biología, matemática o informática.

Comencemos viendo de qué se trata este programa especializado de Bioinformática.

Programa especializado de Bioinformática

Los programas especializados que proporciona Coursera son conjuntos de cursos que tienen como objetivo que aprendas a dominar un tema o disciplina puntual. Son 100% online y los puedes hacer desde donde te encuentres.

Este en particular es de la Universidad de California en San Diego, una universidad pública de Estados Unidos.

El programa se compone de 7 cursos. Más abajo te explico de qué se trata cada uno. Te puedes inscribir sólo en un curso si así lo deseas. Ten en cuenta que, aunque te anotes sólo en uno, quedas inscripto al programa especializado en su conjunto.

Este programa especializado está en inglés aunque los videos que son la parte más importante vienen con subtítulos en español.

Al inscribirte a este curso tendrás 7 días de prueba gratuitos. Esto significa que en esos 7 días tendrás acceso a todos los recursos, tareas y actividades. Pasado ese período puedes comprar el programa especializado o seguir como oyente.

La especialización trata en su mayoría temas de informática aplicados a la biología. Sin embargo, no es necesario saber programar para realizar los cursos.

Certificado oficial de la UC San Diego

Si cursas como oyente, tienes acceso al material como videos y textos, pero no podrás participar de algunas actividades ni recibir certificado oficial.

Si compras el programa especializado y lo completas, realizando las actividades en tiempo y forma, al final obtendrás un certificado oficial emitido por la Universidad de California en San Diego.

Ayuda económica de Coursera

Coursera ofrece ayuda económica para algunos estudiantes en todos los cursos y este programa no es la excepción. Para ello, debes ingresar al curso, seleccionar la opción de ayuda económica, completar con tus datos personales y esperar a ser seleccionado.

universidad de california en san diego

Cursos del programa especializado de Bioinformática

Este programa especializado se compone de 7 cursos. Coursera recomienda dedicar al menos 3 horas por semana. Con esa dedicación semanal, el programa se extiende por 11 meses. Claro que si quieres, puedes ir más rápido.

Curso 1: Encontrando mensajes ocultos en el ADN

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Una introducción al programa especializado y a la Bioinformática con todas sus capacidades. La idea central de este curso es comenzar a aplicar algoritmos para investigar y descubrir los misterios del ADN.

La primera parte del curso es acerca de la replicación del ADN y en dónde se origina. A través de la simple implementación de algunos algoritmos aplicados a bacterias, se logrará conocer obtener esta información.

La segunda parte del curso es sobre qué patrones del ADN cumplen la función de relojes moleculares. Nuevamente se aplicarán algoritmos, en este caso aleatorios, para encontrar las respuestas.

El final del curso incluye una actividad a realizar. Esta consiste en la aplicación de software para encontrar motivos biológicos dentro de los genes que ayudan a la bacteria de la tuberculosis a permanecer latente durante años antes de despertar y causar una infección.

Curso 2: Secuenciación del genoma

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Este segundo curso es sobre la idea de secuenciar un genoma. Actualmente no es posible leer un genoma completo, pero sí obtener pequeños fragmentos.

La primera parte del curso trata acerca de cómo utilizar la teoría de grafos para ensamblar genomas con esos fragmentos.

Se explica qué son los algoritmos de fuerza bruta que se encargan de probar todas las combinaciones posibles, para secuenciar miniproteínas.

Las miniproteínas a secuenciar serán en realidad antibióticos, diseñados por bacterias para eliminar amenazas.

Nuevamente se aplican algoritmos de fuerza bruta para identificar posibles antibióticos naturales que luego se puedan sintetizar en el laboratorio.

En la parte práctica del curso habrá que secuenciar el genoma de una bacteria del género estafilococos utilizando software de bioinformática.

Curso 3: Comparando genes, proteínas y genomas

genes proteínas genomas

La primera parte del tercer curso tiene como objetivo comparar las secuencias biológicas cortas, como genes y proteínas.

Con el uso de algorítmos dinámicos se aprenderá cómo calcular el número de mutaciones que separan a genes y proteínas.

La segunda mitad del curso se estudiarán las mutaciones a gran escala, que se conocen como reordenamientos genómicos. Allí surgirá la pregunta si hay partes de nuestro genoma que son susceptibles a fallas . Para intentar responder esta pregunta, se estudiarán los algoritmos combinatorios.

La sección práctica del curso explicará cómo aplicar software de bioinformática para resolver problemas en la alineación de secuencias.

Curso 4: Evolución molecular

curso evolución molecular

Lo aprendido en el curso anterior se aplica aquí para construir los llamados árboles de la vida, una representación que muestra cómo un conjunto de organismos relacionados fueron evolucionando a lo largo de mucho tiempo.

La primera parte de este cuarto curso sobre bioinformática trata sobre los enfoques que se pueden aplicar para la construcción evolutiva de árboles. Y se explica cómo estos pueden utilizarse, por ejemplo, para encontrar el origen de un virus o el origen de la humanidad.

La segunda parte del curso se detiene en comprobar la evolución de los dinosaurios a aves. Se parte de un resultado que afirma que los péptidos obtenidos de un tiranosaurio rex coinciden con el de las gallinas.

Aquí se aplicarán métodos de proteómica computacional para determinar si el resultado es válido o no.

Como trabajo práctico, habrá que utilizar nuevamente software de bioinformática para reconstruir el árbol evolutivo del virus del Ébola e intentar determinar la fuente de la última epidemia ocurrida.

Curso 5: Ciencia de Datos Genómicos y Clustering

El quinto curso es sobre la utilización de herramientas de ciencias de datos como el clustering para aplicarlos a los genomas. De esta forma, es posible resolver problemas de diferentes tipos como determinar los genes que organizan los procesos de una célula o conocer cómo fue el proceso que llevó a los primeros humanos de África a extenderse por todo el mundo.

La primera parte de curso es sobre clustering, es decir, la técnica automática de agrupación de elementos según su similitud y como puede aplicarse a la biología.

La segunda mitad del curso utiliza el análisis de componentes principales para preprocesar datos multidimensionales previo al clustering y así reducir la complejidad, sin perder demasiada información.

En la parte práctica de este curso se aplicará software de bioinformática para resolver problemas de clustering reales.

Curso 6: Encontrando mutaciones en el ADN y proteínas

Este curso trata temas avanzados para la detección de mutaciones en el ADN y en las proteínas.

La primera parte del curso compara el genoma particular de un individuo con el genérico de la especie. Se utilizan para ello, algoritmos de coincidencia de patrones combinatorios.

La segunda parte del curso trata sobre cómo identificar la función de una proteína bombardeada por mutaciones. Para ello, se aplicará una herramienta del aprendizaje automático conocida como modelo oculto de Markov (HMM).

Como actividad práctica, habrá que aplicar software de bioinformática que implemente modelos ocultos de Markov para comprar una proteína con un conjunto de proteínas vinculadas.

 

 

Curso 7: Trabajo final de bioinformática: Big Data en biología

El último curso del programa especializado de bioinformática tiene como objetivo aprender a utilizar la plataforma BaseSpace que cuenta con diversos enfoques de software bioinformáticos basados en Big Data.

Se verá cómo utilizar esta aplicación para rastrear fuentes de brotes de intoxicación alimentaria y también resolver algunos problemas mucho más técnicos vinculados al genoma.

Como práctica, podrás optar por crear tu propio ensamblador de genoma para aplicarlo a datos reales. 

 

Programa especializado en bioinformática completo: 7 cursos

Libro de texto del curso

El curso viene acompañado opcionalmente con el libro Bioinformatics Algorithms: An active learning aproach, de los autores Philip Compeau y Pavel Pevzner.

Estos dos autores son también los instructores a lo largo del curso. Pavel Pevzner es profesor del Departamento de Computación e Ingeniería de la UC San Diego. Philip Compeau es investigador del mismo departamento.

Los beneficios de Coursera

100% online

Puedes hacer el curso desde donde te encuentres y desde tu dispositivo preferido.

Gratis para cursar

Puedes cursar como oyente y de esa forma tendrás acceso a todas las lecciones en video de forma gratuita.

Maneja tus horarios

Si bien tienes un calendario sugerido, puedes avanzar a tu propio ritmo, en tus horarios preferidos.

Certificados oficiales

Coursera ofrece cursos y certificados de las más prestigiosas universidades del mundo. Para acceder a ellos deberás comprar el curso.

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Alejandro De Luca
Soy programador web. Rebelde autodidacta y cafeinómano. Vivo comparando la vida real con Los Simpsons. Creé Mentes Liberadas para compartir consejos, recursos y herramientas para la escuela y la universidad. Vivo en Buenos Aires, Argentina.