Bioinformatika

Charakteristika študijného programu

Bioinformatika je vedné odvetvie na pomedzí informatiky a biológie, kde sa pomocou výpočtových analýz, matematických a štatistických metód snažíme vyriešiť problémy v oblasti biológie. Bioinformatika zažíva rozmach najmä vďaka novým technológiám, ktoré umožňujú získať veľké množstvo dát o genetickej informácii uloženej v DNA jednotlivých organizmov, ako aj o tom, ako táto informácia ovplyvňuje fungovanie buniek živých organizmov. Bioinformatické nástroje sú nevyhnutné na spracovanie týchto dát a tvoria neodmysliteľnú súčasť výskumu v moderných biologických a medicínskych vedách. Študijný program bioinformatika je vhodný najmä pre študentov, ktorí sa zaujímajú o matematiku alebo informatiku a súčasne o biológiu alebo medicínu. Program im umožní rozvíjať obe tieto oblasti záujmu a súčasne nájsť medzi nimi zmysluplné prepojenie.

V oblasti informatiky program poskytuje znalosti a praktické zručnosti v oblasti programovania, operačných systémov, databáz, analýzy a vizualizácie dát, ktoré sú pre prácu bioinformatika kľúčové. Program tiež buduje solídny teoretický základ z matematiky a teoretickej informatiky. Za obzvlášť dôležité pre oblasť bioinformatiky považujeme najmä dobré znalosti z tvorby efektívnych algoritmov vzhľadom na veľké objemy spracovávaných dát a z pravdepodobnosti a štatistiky, ktoré tvoria teoretický základ veľkej časti bioinformatických metód. V oblasti biológie sa program zameriava na genetiku, bunkovú a molekulárnu biológiu, čo sú oblasti, kde sa bioinformatické metódy najintenzívnejšie využívajú. Informatické a biologické znalosti a zručnosti sú prepojené predmetmi priamo zameranými na bioinformatiku. Štúdium tiež rozvíja všeobecné zručnosti, najmä schopnosť riešenia problémov, abstraktného myslenia a presného formulovania, tímovej práce, písomnej aj ústnej komunikácie s odborníkmi s technickým aj prírodovedným vzdelaním.

Konverzný študijný program je štvorročný program odvodený od trojročného študijného programu. V prvom ročníku študenti absolvujú konverzný blok, v ďalších troch rokoch študujú podľa študijného plánu trojročného štúdia. Konverzný program je určený pre uchádzačov, ktorí počas strednej školy nezískali dostatočné vedomosti na úspešné absolvovanie predmetov v prvom ročníku (najmä v prípadoch, keď študenti neabsolvovali maturitnú skúšku z profilových predmetov študijného programu). Tieto chýbajúce vedomosti si študenti doplnia v konverznom bloku počas prvého ročníka štvorročného štúdia.

Čo vás čaká v študijnom programe?

Väčšinu matematických a informatických predmetov v rámci FMFI UK študenti bioinformatiky absolvujú spolu so študentmi programu dátová veda, nakoľko tieto dva programy spája dôraz na analýzu dát. Na PriF UK študenti absolvujú vybrané predmety z programov biológia a biochémia. Kľúčovou zložkou programu bioinformatika sú špecializované predmety spájajúce tieto oblasti.

Kľúčové oblasti pokryté povinnými predmetmi: 

• Informatika: programovanie, efektívne algoritmy, operačné systémy a počítačové siete, databázy
• Matematika: matematická analýza, diskrétna matematika, pravdepodobnosť
• Dátová veda: analýza veľkých dát, vizualizácia dát
• Biológia: genetika, evolučná a bunková biológia
• Bioinformatika: bioinformatické metódy, bakalárska práca 

Študenti si navyše v rámci výberových predmetov doplnia predmety podľa toho, či sa v budúcnosti plánujú zamerať viac na biológiu alebo informatiku.

Záverečné práce

Bakalárska práca je dvojsemestrálny projekt, ktorý študenti vypracujú v poslednom ročníku štúdia na zvolenú tému pod vedením školiteľa. V študijnom programe bioinformatika je témou bakalárskej práce spravidla vývoj nových bioinformatických nástrojov alebo analýza biologických dát. Ako školitelia alebo konzultanti sa na prácach často podieľajú experti z prírodovedných pracovísk ako Vedecký park UK, Prírodovedecká fakulta UK, Slovenská akadémia vied a podobne. Bakalárska práca študentom umožňuje prehĺbiť si poznatky v zvolenej oblasti bioinformatiky, aplikovať ich v praxi a zlepšiť svoje komunikačné schopnosti.

Príklady úspešných záverečných prác našich študentov:

• Andrej Baláž: Sequence based classification of bacteriophages
• Dária Čárska: Detection of microsatellite instability from genomic data obtained by next generation sequencing
• Jana Černíková: Live Monitoring of MinION Sequencing Runs
• Martina Babinská: Identifikácia proteínových sektorov ako evolučných jednotiek bielkovín 

Uplatnenie absolventov

Odborníci na bioinformatiku sú nevyhnutní pre prácu výskumných laboratórií na vysokých školách, vedeckých pracoviskách a v súkromných firmách venujúcich sa molekulárnej biológii, genetike, biochémii a príbuzným oblastiam. Moderné metódy molekulárnej biológie produkujú množstvo dát, preto sú na obsadenie týchto miest potrební odborníci so špecifickou kombináciou znalostí na pomedzí informatiky, matematiky a biológie. Absolventi bakalárskeho študijného programu bioinformatika môžu v týchto inštitúciách pôsobiť na technických pozíciách priamo po skončení bakalárskeho štúdia, avšak viac výskumne orientované pozície predpokladajú vzdelanie vyššieho stupňa. Absolventi bakalárskeho študijného programu môžu pokračovať v štúdiu napríklad na magisterských programoch informatika, aplikovaná informatika a genetika. V rámci magisterského študijného programu informatika je ponúkané špecializačné zameranie bioinformatika a strojové učenie, ktoré je pre absolventov bakalárskeho programu bioinformatika obzvlášť vhodné.

Absolventi študijného programu sa môžu uplatniť aj vo firmách pôsobiacich v  blasti informačných technológií, pričom budú mať konkurenčnú výhodu na pozíciách vyžadujúcich interdisciplinárny prístup k riešeniu problémov. Kľúčovými schopnosťami, ktoré absolventi nadobudnú pri štúdiu bakalárskeho študijného programu bioinformatika sú: správa softvéru, implementácia softvérových aplikácií malého a stredného rozsahu, práca v implementačnom tíme na tvorbe veľkých systémov, efektívna komunikácia s expertmi z prírodovedných odborov, analýza biologických dát existujúcimi bioinformatickými nástrojmi. Navyše absolventi budú rozumieť teoretickým základom informatiky a podstatným faktom a princípom v genetike tak, aby mohli pokračovať v štúdiu na magisterských študijných programoch informatika, aplikovaná informatika a genetika podľa vybranej špecializácie.