Ana içeriğe atla

Ders Detayı

Ders Tanımı

DersKoduYarıyılT+U SaatKrediAKTS
HESAPLAMALI BİYOFİZİK : YÖNTEMLER VE METODLAR-Bahar Dönemi3+038
Ders Programı
Ön Koşul Dersleri
Önerilen Seçmeli Dersler
Dersin DiliTürkçe
Dersin SeviyesiDoktora
Dersin TürüPrograma Bağlı Seçmeli
Dersin KoordinatörüDoç.Dr. Özge ŞENSOY
Dersi VerenlerDoç.Dr. Özge ŞENSOY
Dersin Yardımcıları
Dersin AmacıBu dersin amacı, öğrencilerin, moleküler modelleme, moleküler doklama, moleküler dinamik simulasyon tekniklerini kullanarak, bu tekniklerde kullanılan parametrelerin kullanımına doğru şekilde karar vererek, öğrencilere ilgili biyolojik problemleri çözebilme yetisini kazandırmaktır. Ayrıca, öğrencilerin bu dersin sonunda kendi başlarına moleküler dinamik simulasyon yapabilmeleri de beklenmektedir.
Dersin İçeriğiBu ders; Kuantum Kimyasına Giriş,Kuantum Kimyasal Hesaplamalarda Kullanılan Metotlara Genel Bakış,İstatistiksel Mekaniğe Giriş,Klasik ve Zenginleştirilmiş Örnekleme Tekniklerinin Kullanıldığı Moleküler Dinamik Simülasyonlarının Karşılaştırılmalı olarak İncelenmesi,Moleküler Dinamik Simülasyonlarında Kullanılan Kuvvet Alanları ve Bu Kuvvet Alanlarının Transfer Edilebilme Özelliklerinin İncelenmesi,Moleküler Dinamik Simülasyonlarında Kullanılan Klasik ve Polarize Su Modellerinin Karşılaştırılmalı olarak İncelenmesi,Uzun menzilli etkileşimlerin hesaplanmasında kullanılan potansiyellerin türetilmesi,Metadinamik, termodinamik integrasyon ve semsiye modellemesi ile karşılaştırmalı olarak serbest enerji hesaplanması,Zenginleştirilmiş Örnekleme Tekniklerinin Proteinlerin Konformasyonel Enerji Yüzeyi üzerine Etkisinin Uygulamalı olarak incelenmesi,Kuantum Mekanik ve Moleküler Mekanik Yardımıyla Oluşturulmuş Hibrit Potensiyellerin Protein Yapı ve Dinamiği üzerine Etkisinin İncelenmesi,Biyolojik Sistemlerde daha uzun süreli zaman ölçeklerine ulaşabilmek için kullanılan iri taneli modelleme yöntemlerinin incelenmesi.,Serbest ve Serbest olmayan moleküler kenetleme sistemlerinin ve moleküler kenetleme hesaplarında suyun etkisinin incelenmesi,Hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları hakkında tartışma -I,Hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları hakkında tartışma -II; konularını içermektedir.
Dersin Öğrenme KazanımlarıÖğretim YöntemleriÖlçme Yöntemleri
Öğrenci, moleküler mekanik ve kuantum mekaniği arasındaki farkları anlar ve verilen bir bilimsel problemin çözümünde hangi metodun uygun olduğuna karar verir.10, 13, 14, 16, 19, 2, 21, 37F
Öğrenci, moleküler dinamik simülasyonlarında kullanılan kuvvet alanları, su modelleri hakkında bilgi sahibi olur ve böylelikle simülasyonda kullanılması gereken parametre setine kendisi karar verir.10, 13, 14, 16, 2, 9F
Bu dersin sonunda öğrenci Linux işletim sistemi hakkında temel bilgi sahibi olur.14, 16, 6, 9E
Bu dersin sonunda öğrenci yüksek başarımlı hesaplama kaynaklarını kullanarak simülasyon yapabilme yetisi kazanır.10, 14, 2, 6, 9
Bu dersin sonunda öğrenci, kendi başına moleküler dinamik simulasyonu yapma ve sonuçlarını analiz etme yetisi kazanır.10, 14, 16, 19, 2, 20F
Öğretim Yöntemleri:10: Tartışma Yöntemi, 13: Örnek Olay Yöntemi, 14: Bireysel Çalışma Yöntemi, 16: Soru - Cevap Tekniği , 19: Beyin Fırtınası Tekniği, 2: Proje Temelli Öğrenme Modeli, 20: Tersine Beyin Fırtınası Tekniği, 21: Benzetim/Simülasyon Tekniği, 37: Bilgisayar Ve İnternet Destekli Öğretim, 6: Deneyimle Öğrenme Modeli, 9: Anlatım Yöntemi
Ölçme Yöntemleri:E: Ödev, F: Proje Görevi

Ders Akışı

SıraKonularÖn Hazırlık
1Kuantum Kimyasına GirişUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 1
2Kuantum Kimyasal Hesaplamalarda Kullanılan Metotlara Genel BakışUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 2
3İstatistiksel Mekaniğe GirişUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 3
4Klasik ve Zenginleştirilmiş Örnekleme Tekniklerinin Kullanıldığı Moleküler Dinamik Simülasyonlarının Karşılaştırılmalı olarak İncelenmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 4
5Moleküler Dinamik Simülasyonlarında Kullanılan Kuvvet Alanları ve Bu Kuvvet Alanlarının Transfer Edilebilme Özelliklerinin İncelenmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 5
6Moleküler Dinamik Simülasyonlarında Kullanılan Klasik ve Polarize Su Modellerinin Karşılaştırılmalı olarak İncelenmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 6
7Uzun menzilli etkileşimlerin hesaplanmasında kullanılan potansiyellerin türetilmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 7
8Metadinamik, termodinamik integrasyon ve semsiye modellemesi ile karşılaştırmalı olarak serbest enerji hesaplanmasıUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 8
9Zenginleştirilmiş Örnekleme Tekniklerinin Proteinlerin Konformasyonel Enerji Yüzeyi üzerine Etkisinin Uygulamalı olarak incelenmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 9
10Kuantum Mekanik ve Moleküler Mekanik Yardımıyla Oluşturulmuş Hibrit Potensiyellerin Protein Yapı ve Dinamiği üzerine Etkisinin İncelenmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 10
11Biyolojik Sistemlerde daha uzun süreli zaman ölçeklerine ulaşabilmek için kullanılan iri taneli modelleme yöntemlerinin incelenmesi.Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 11
12Serbest ve Serbest olmayan moleküler kenetleme sistemlerinin ve moleküler kenetleme hesaplarında suyun etkisinin incelenmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 12
13Hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları hakkında tartışma -ILiteratür taraması: hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları.
14Hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları hakkında tartışma -IILiteratür taraması: hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları.
Kaynak
Frenkel and Smit, Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications, , Academic Press, Computational Science Series Sunum
1) Frenkel and Smit, Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications, , Academic Press, Computational Science Series 2)Allen and Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Clarendon Press 3)Zhou, Molecular Modeling at the Atomic Scale, CRC Press, Taylor & Francis.

Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı

Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
NoProgram Yeterliliği Katkı Düzeyi
12345
1
Temel bilimleri, matematik ve mühendislik bilimlerini üst düzeyde anlar ve uygular, alanında en son gelişmeler dahil olmak üzere genişlemesine ve derinlemesine bilgi sahibidir.
X
2
Mühendisliğin ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrar, yeni ve karmaşık fikirleri analiz, sentez ve değerlendirmede uzmanlık gerektiren bilgileri kullanarak özgün sonuçlara ulaşır.
X
3
Bir alanda en yeni bilgilere ulaşır ve bunları kavrayarak araştırma yapabilmek için gerekli yöntem ve becerilerde üst düzeyde yeterliğe sahiptir.
X
4
Bilime veya teknolojiye yenilik getiren, yeni bir bilimsel yöntem veya teknolojik ürün/süreç geliştiren ya da bilinen bir yöntemi yeni bir alana uygulayan kapsamlı bir çalışma yapar.
X
5
Akademik çalışmalarının çıktılarını saygın akademik ortamlarda yayınlayarak bilim ve teknoloji literatürüne katkıda bulunur.
X
6
Bilimsel, teknolojik, sosyal ve kültürel gelişmeleri değerlendirerek bilimsel tarafsızlık ve etik sorumluluk bilinciyle topluma aktarır.
X
7
Özgün bir araştırma sürecini bağımsız olarak algılar, tasarlar, uygular ve sonuçlandırır; bu süreci yönetir.
X
8
Bilimsel bilgi birikimini yazılı ve sözlü olarak etkin bir şekilde ifade eder, en az bir yabancı dilde Avrupa Dil Portföyü C1 Genel Düzeyinde iletişim kurar ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanır
X
9
Uzmanlık alanındaki fikirlerin ve gelişmelerin eleştirel analizini, sentezini ve değerlendirmesini yapar.
10
Mühendislik alanındaki bilimsel, teknolojik, sosyal veya kültürel ilerlemeleri tanıtır, yaşadığı toplumun bilgi toplumu olma ve bunu sürdürebilme sürecine katkıda bulunur ve toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerlerin gelişimini destekler.
X

Değerlendirme Sistemi

Katkı DüzeyiMutlak Değerlendirme
Ara Sınavın Başarıya Oranı 50
Genel Sınavın Başarıya Oranı 50
Toplam 100
AKTS / İşyükü Tablosu
EtkinlikSayıSüresi (Saat)Toplam İş Yükü (Saat)
Ders Saati14342
Rehberli Problem Çözme6212
Problem Çözümü / Ödev / Proje / Rapor Tanzimi13030
Okul Dışı Diğer Faaliyetler000
Proje Sunumu / Seminer15252
Kısa Sınav (QUİZ) ve Hazırlığı000
Ara Sınav ve Hazırlığı14545
Genel Sınav ve Hazırlığı14545
Performans Görevi, Bakım Planı000
Toplam İş Yükü (Saat)226
Dersin AKTS Kredisi = Toplam İş Yükü (Saat)/30*=(226/30)8
Dersin AKTS Kredisi: *30 saatlik çalışma 1 AKTS kredisi sayılmaktadır.

Dersin Detaylı Bilgileri

Ders Tanımı

DersKoduYarıyılT+U SaatKrediAKTS
HESAPLAMALI BİYOFİZİK : YÖNTEMLER VE METODLAR-Bahar Dönemi3+038
Ders Programı
Ön Koşul Dersleri
Önerilen Seçmeli Dersler
Dersin DiliTürkçe
Dersin SeviyesiDoktora
Dersin TürüPrograma Bağlı Seçmeli
Dersin KoordinatörüDoç.Dr. Özge ŞENSOY
Dersi VerenlerDoç.Dr. Özge ŞENSOY
Dersin Yardımcıları
Dersin AmacıBu dersin amacı, öğrencilerin, moleküler modelleme, moleküler doklama, moleküler dinamik simulasyon tekniklerini kullanarak, bu tekniklerde kullanılan parametrelerin kullanımına doğru şekilde karar vererek, öğrencilere ilgili biyolojik problemleri çözebilme yetisini kazandırmaktır. Ayrıca, öğrencilerin bu dersin sonunda kendi başlarına moleküler dinamik simulasyon yapabilmeleri de beklenmektedir.
Dersin İçeriğiBu ders; Kuantum Kimyasına Giriş,Kuantum Kimyasal Hesaplamalarda Kullanılan Metotlara Genel Bakış,İstatistiksel Mekaniğe Giriş,Klasik ve Zenginleştirilmiş Örnekleme Tekniklerinin Kullanıldığı Moleküler Dinamik Simülasyonlarının Karşılaştırılmalı olarak İncelenmesi,Moleküler Dinamik Simülasyonlarında Kullanılan Kuvvet Alanları ve Bu Kuvvet Alanlarının Transfer Edilebilme Özelliklerinin İncelenmesi,Moleküler Dinamik Simülasyonlarında Kullanılan Klasik ve Polarize Su Modellerinin Karşılaştırılmalı olarak İncelenmesi,Uzun menzilli etkileşimlerin hesaplanmasında kullanılan potansiyellerin türetilmesi,Metadinamik, termodinamik integrasyon ve semsiye modellemesi ile karşılaştırmalı olarak serbest enerji hesaplanması,Zenginleştirilmiş Örnekleme Tekniklerinin Proteinlerin Konformasyonel Enerji Yüzeyi üzerine Etkisinin Uygulamalı olarak incelenmesi,Kuantum Mekanik ve Moleküler Mekanik Yardımıyla Oluşturulmuş Hibrit Potensiyellerin Protein Yapı ve Dinamiği üzerine Etkisinin İncelenmesi,Biyolojik Sistemlerde daha uzun süreli zaman ölçeklerine ulaşabilmek için kullanılan iri taneli modelleme yöntemlerinin incelenmesi.,Serbest ve Serbest olmayan moleküler kenetleme sistemlerinin ve moleküler kenetleme hesaplarında suyun etkisinin incelenmesi,Hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları hakkında tartışma -I,Hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları hakkında tartışma -II; konularını içermektedir.
Dersin Öğrenme KazanımlarıÖğretim YöntemleriÖlçme Yöntemleri
Öğrenci, moleküler mekanik ve kuantum mekaniği arasındaki farkları anlar ve verilen bir bilimsel problemin çözümünde hangi metodun uygun olduğuna karar verir.10, 13, 14, 16, 19, 2, 21, 37F
Öğrenci, moleküler dinamik simülasyonlarında kullanılan kuvvet alanları, su modelleri hakkında bilgi sahibi olur ve böylelikle simülasyonda kullanılması gereken parametre setine kendisi karar verir.10, 13, 14, 16, 2, 9F
Bu dersin sonunda öğrenci Linux işletim sistemi hakkında temel bilgi sahibi olur.14, 16, 6, 9E
Bu dersin sonunda öğrenci yüksek başarımlı hesaplama kaynaklarını kullanarak simülasyon yapabilme yetisi kazanır.10, 14, 2, 6, 9
Bu dersin sonunda öğrenci, kendi başına moleküler dinamik simulasyonu yapma ve sonuçlarını analiz etme yetisi kazanır.10, 14, 16, 19, 2, 20F
Öğretim Yöntemleri:10: Tartışma Yöntemi, 13: Örnek Olay Yöntemi, 14: Bireysel Çalışma Yöntemi, 16: Soru - Cevap Tekniği , 19: Beyin Fırtınası Tekniği, 2: Proje Temelli Öğrenme Modeli, 20: Tersine Beyin Fırtınası Tekniği, 21: Benzetim/Simülasyon Tekniği, 37: Bilgisayar Ve İnternet Destekli Öğretim, 6: Deneyimle Öğrenme Modeli, 9: Anlatım Yöntemi
Ölçme Yöntemleri:E: Ödev, F: Proje Görevi

Ders Akışı

SıraKonularÖn Hazırlık
1Kuantum Kimyasına GirişUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 1
2Kuantum Kimyasal Hesaplamalarda Kullanılan Metotlara Genel BakışUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 2
3İstatistiksel Mekaniğe GirişUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 3
4Klasik ve Zenginleştirilmiş Örnekleme Tekniklerinin Kullanıldığı Moleküler Dinamik Simülasyonlarının Karşılaştırılmalı olarak İncelenmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 4
5Moleküler Dinamik Simülasyonlarında Kullanılan Kuvvet Alanları ve Bu Kuvvet Alanlarının Transfer Edilebilme Özelliklerinin İncelenmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 5
6Moleküler Dinamik Simülasyonlarında Kullanılan Klasik ve Polarize Su Modellerinin Karşılaştırılmalı olarak İncelenmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 6
7Uzun menzilli etkileşimlerin hesaplanmasında kullanılan potansiyellerin türetilmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 7
8Metadinamik, termodinamik integrasyon ve semsiye modellemesi ile karşılaştırmalı olarak serbest enerji hesaplanmasıUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 8
9Zenginleştirilmiş Örnekleme Tekniklerinin Proteinlerin Konformasyonel Enerji Yüzeyi üzerine Etkisinin Uygulamalı olarak incelenmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 9
10Kuantum Mekanik ve Moleküler Mekanik Yardımıyla Oluşturulmuş Hibrit Potensiyellerin Protein Yapı ve Dinamiği üzerine Etkisinin İncelenmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 10
11Biyolojik Sistemlerde daha uzun süreli zaman ölçeklerine ulaşabilmek için kullanılan iri taneli modelleme yöntemlerinin incelenmesi.Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 11
12Serbest ve Serbest olmayan moleküler kenetleme sistemlerinin ve moleküler kenetleme hesaplarında suyun etkisinin incelenmesiUnderstanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 12
13Hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları hakkında tartışma -ILiteratür taraması: hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları.
14Hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları hakkında tartışma -IILiteratür taraması: hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları.
Kaynak
Frenkel and Smit, Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications, , Academic Press, Computational Science Series Sunum
1) Frenkel and Smit, Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications, , Academic Press, Computational Science Series 2)Allen and Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Clarendon Press 3)Zhou, Molecular Modeling at the Atomic Scale, CRC Press, Taylor & Francis.

Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı

Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
NoProgram Yeterliliği Katkı Düzeyi
12345
1
Temel bilimleri, matematik ve mühendislik bilimlerini üst düzeyde anlar ve uygular, alanında en son gelişmeler dahil olmak üzere genişlemesine ve derinlemesine bilgi sahibidir.
X
2
Mühendisliğin ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrar, yeni ve karmaşık fikirleri analiz, sentez ve değerlendirmede uzmanlık gerektiren bilgileri kullanarak özgün sonuçlara ulaşır.
X
3
Bir alanda en yeni bilgilere ulaşır ve bunları kavrayarak araştırma yapabilmek için gerekli yöntem ve becerilerde üst düzeyde yeterliğe sahiptir.
X
4
Bilime veya teknolojiye yenilik getiren, yeni bir bilimsel yöntem veya teknolojik ürün/süreç geliştiren ya da bilinen bir yöntemi yeni bir alana uygulayan kapsamlı bir çalışma yapar.
X
5
Akademik çalışmalarının çıktılarını saygın akademik ortamlarda yayınlayarak bilim ve teknoloji literatürüne katkıda bulunur.
X
6
Bilimsel, teknolojik, sosyal ve kültürel gelişmeleri değerlendirerek bilimsel tarafsızlık ve etik sorumluluk bilinciyle topluma aktarır.
X
7
Özgün bir araştırma sürecini bağımsız olarak algılar, tasarlar, uygular ve sonuçlandırır; bu süreci yönetir.
X
8
Bilimsel bilgi birikimini yazılı ve sözlü olarak etkin bir şekilde ifade eder, en az bir yabancı dilde Avrupa Dil Portföyü C1 Genel Düzeyinde iletişim kurar ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanır
X
9
Uzmanlık alanındaki fikirlerin ve gelişmelerin eleştirel analizini, sentezini ve değerlendirmesini yapar.
10
Mühendislik alanındaki bilimsel, teknolojik, sosyal veya kültürel ilerlemeleri tanıtır, yaşadığı toplumun bilgi toplumu olma ve bunu sürdürebilme sürecine katkıda bulunur ve toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerlerin gelişimini destekler.
X

Değerlendirme Sistemi

Katkı DüzeyiMutlak Değerlendirme
Ara Sınavın Başarıya Oranı 50
Genel Sınavın Başarıya Oranı 50
Toplam 100

Sayısal Veriler

Öğrenci Başarı Durumu

Ekleme Tarihi: 31/01/2023 - 16:14Son Güncelleme Tarihi: 31/01/2023 - 16:15