Η Βιοπληροφορική εφαρμόζει την τεχνολογία της Πληροφορικής σε δύσκολα προβλήματα Μοριακής Βιολογίας κα Γενετικής.
Αρχικά θα αναπτυχθούν οι εισαγωγικές έννοιες, όπως π.χ. η Βιοπληροφορική σήμερα, η Βιοπληροφορική και το Διαδίκτυο, η Βιοπληροφορική στην Ελλάδα και στον κόσμο, η Βιοπληροφορική σε ακαδημαϊκό χώρο και εταιρείες.
Θα μελετηθούν οι βιολογικές βάσεις δεδομένων, και συγκεκριμένα το περιεχόμενό τους και η οργάνωση, η εγγραφή δεδομένων στις Βάσεις αυτές, η ανάκτηση των δεδομένων. Θα δοθούν παραδείγματα από συγκεκριμένες βάσεις όπως οι: NCBI, EBI, KEGG, και η PDB που είναι βάση δεδομένων δομών βιομορίων.
Στην συνέχεια θα μελετηθεί το πολύ σημαντικό θέμα της στοίχισης αλληλουχιών (sequence alignment) και της αναζήτησης σε βάσεις δεδομένων. Στο πλαίσιο αυτό θα αναπτυχεί η εξελικτική βάση της στοίχισης ακολουθιών. Θα παρουσιαστούν μέθοδοι βέλτιστης στοίχισης δύο ακολουθιών βασισμένων στον δυναμικό προγραμματισμό. Η βαθμολογία των αντικαταστάσεων και οι ποινές για εισαγωγή κενών αφορούν επίσης τους αλγορίθμους ευθυγράμμισης. Θα δοθούν εφαρμογές και παραδείγματα στοίχισης δύο αλληλουχιών. Επίσης θα παρουσιαστούν παραδείγματα αναζήτησης ομοιοτήτων σε βάσεις δεδομένων, και ο αλγόριθμος BLAST και θα συζηηθούν τα παραπλανητικά αποτελέσματα κατά την αναζήτηση σε βάσεις δεδομένων.
Άλλο σημαντικά θέματα στην Βιοπληροφορική στα οποία θα γίνει σύντομη εισαγωγή είναι:
Συγκριτική γενετική, Οργάνωση γονιδίων, Το ανθρώπινο γονιδίωμα, Γονιδιώματα άλλων οργανισμών (προκαρυωτικών, ευκαρυωτικών), Ορθόλογα, παράλογα, ομόλογα, ανάλογα, Διευθέτηση γονιδίων σε σειρά, Ομάδες ορθόλογων (Cluster of Orthologous Groups). Εφαρμογή της συγκριτικής γονιδιωματικής, (Expressed Sequence Tags (ESTs) τι είναι;, ESTs και ανακάλυψη γονιδίων, ESTs και πολυμορφισμοί ακολουθιών, Υπολογίζοντας επίπεδα γονιδιακής έκφρασης με τη χρήση ESTs, Αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών και αναπαράσταση αυτών, ομαδοποίηση πρωτεϊνών και πρόβλεψη δομής, Ανάλυση, εύρεση υποκινητών στο E.coli και σε ευκαρυωτικούς οργανισμούς, γονιδιώματα ως δίκτυα γονιδίων). Φυλογενετική ανάλυση (Βασικές αρχές μοριακής εξέλιξης, Σύνδεση φυλογενετικής ανάλυσης με πολλαπλή στοίχιση αλληλουχιών, Αλγόριθμοι για ανοικοδόμηση φυλογενετικών δέντρων, Απόσταση, και μέγιστη πιθανοφάνεια. Λογισμικό φυλογενετικής.
Τέλος σε ένα πρακτικότερο επίπεδο θα συζητηθεί η επανάσταση της Βιοπληροφορικής στην Ιατρική. Θα γίνει μια εισαγωγή σε νέες κατευθύνσεις που αναφέρονται στην συσχέτιση γονιδιών και ασθενειών, στην φαρμακογενωμική, και στην γονιαδιή θεραπεία.
