Ders Detayı
Ders Tanımı
Ders | Kodu | Yarıyıl | T+U Saat | Kredi | AKTS |
---|---|---|---|---|---|
HESAPLAMALI BİYOFİZİK : YÖNTEMLER VE METODLAR | SSMD1261590 | Bahar Dönemi | 3+0 | 3 | 8 |
Ders Programı |
Ön Koşul Dersleri | |
Önerilen Seçmeli Dersler |
Dersin Dili | Türkçe |
Dersin Seviyesi | Doktora |
Dersin Türü | Programa Bağlı Seçmeli |
Dersin Koordinatörü | Doç.Dr. Özge ŞENSOY |
Dersi Verenler | Doç.Dr. Özge ŞENSOY |
Dersin Yardımcıları | |
Dersin Amacı | Bu 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 İçeriği | Bu 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 Kazanımları | Öğretim Yöntemleri | Ölçme 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, 37 | F |
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, 9 | F |
Bu dersin sonunda öğrenci Linux işletim sistemi hakkında temel bilgi sahibi olur. | 14, 16, 6, 9 | E |
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, 20 | F |
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
Sıra | Konular | Ön Hazırlık |
---|---|---|
1 | Kuantum Kimyasına Giriş | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 1 |
2 | Kuantum Kimyasal Hesaplamalarda Kullanılan Metotlara Genel Bakış | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 2 |
3 | İstatistiksel Mekaniğe Giriş | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 3 |
4 | Klasik ve Zenginleştirilmiş Örnekleme Tekniklerinin Kullanıldığı Moleküler Dinamik Simülasyonlarının Karşılaştırılmalı olarak İncelenmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 4 |
5 | Moleküler Dinamik Simülasyonlarında Kullanılan Kuvvet Alanları ve Bu Kuvvet Alanlarının Transfer Edilebilme Özelliklerinin İncelenmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 5 |
6 | Moleküler Dinamik Simülasyonlarında Kullanılan Klasik ve Polarize Su Modellerinin Karşılaştırılmalı olarak İncelenmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 6 |
7 | Uzun menzilli etkileşimlerin hesaplanmasında kullanılan potansiyellerin türetilmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 7 |
8 | Metadinamik, termodinamik integrasyon ve semsiye modellemesi ile karşılaştırmalı olarak serbest enerji hesaplanması | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 8 |
9 | Zenginleştirilmiş Örnekleme Tekniklerinin Proteinlerin Konformasyonel Enerji Yüzeyi üzerine Etkisinin Uygulamalı olarak incelenmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 9 |
10 | Kuantum Mekanik ve Moleküler Mekanik Yardımıyla Oluşturulmuş Hibrit Potensiyellerin Protein Yapı ve Dinamiği üzerine Etkisinin İncelenmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 10 |
11 | Biyolojik Sistemlerde daha uzun süreli zaman ölçeklerine ulaşabilmek için kullanılan iri taneli modelleme yöntemlerinin incelenmesi. | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 11 |
12 | Serbest ve Serbest olmayan moleküler kenetleme sistemlerinin ve moleküler kenetleme hesaplarında suyun etkisinin incelenmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 12 |
13 | Hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları hakkında tartışma -I | Literatür taraması: hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları. |
14 | Hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları hakkında tartışma -II | Literatür 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 | |||||||
No | Program Yeterliliği | Katkı Düzeyi | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
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 Düzeyi | Mutlak Değerlendirme | |
Ara Sınavın Başarıya Oranı | 50 | |
Genel Sınavın Başarıya Oranı | 50 | |
Toplam | 100 |
AKTS / İşyükü Tablosu | ||||||
Etkinlik | Sayı | Süresi (Saat) | Toplam İş Yükü (Saat) | |||
Ders Saati | 14 | 3 | 42 | |||
Rehberli Problem Çözme | 6 | 2 | 12 | |||
Problem Çözümü / Ödev / Proje / Rapor Tanzimi | 1 | 30 | 30 | |||
Okul Dışı Diğer Faaliyetler | 0 | 0 | 0 | |||
Proje Sunumu / Seminer | 1 | 52 | 52 | |||
Kısa Sınav (QUİZ) ve Hazırlığı | 0 | 0 | 0 | |||
Ara Sınav ve Hazırlığı | 1 | 45 | 45 | |||
Genel Sınav ve Hazırlığı | 1 | 45 | 45 | |||
Performans Görevi, Bakım Planı | 0 | 0 | 0 | |||
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
Ders | Kodu | Yarıyıl | T+U Saat | Kredi | AKTS |
---|---|---|---|---|---|
HESAPLAMALI BİYOFİZİK : YÖNTEMLER VE METODLAR | SSMD1261590 | Bahar Dönemi | 3+0 | 3 | 8 |
Ders Programı |
Ön Koşul Dersleri | |
Önerilen Seçmeli Dersler |
Dersin Dili | Türkçe |
Dersin Seviyesi | Doktora |
Dersin Türü | Programa Bağlı Seçmeli |
Dersin Koordinatörü | Doç.Dr. Özge ŞENSOY |
Dersi Verenler | Doç.Dr. Özge ŞENSOY |
Dersin Yardımcıları | |
Dersin Amacı | Bu 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 İçeriği | Bu 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 Kazanımları | Öğretim Yöntemleri | Ölçme 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, 37 | F |
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, 9 | F |
Bu dersin sonunda öğrenci Linux işletim sistemi hakkında temel bilgi sahibi olur. | 14, 16, 6, 9 | E |
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, 20 | F |
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
Sıra | Konular | Ön Hazırlık |
---|---|---|
1 | Kuantum Kimyasına Giriş | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 1 |
2 | Kuantum Kimyasal Hesaplamalarda Kullanılan Metotlara Genel Bakış | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 2 |
3 | İstatistiksel Mekaniğe Giriş | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 3 |
4 | Klasik ve Zenginleştirilmiş Örnekleme Tekniklerinin Kullanıldığı Moleküler Dinamik Simülasyonlarının Karşılaştırılmalı olarak İncelenmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 4 |
5 | Moleküler Dinamik Simülasyonlarında Kullanılan Kuvvet Alanları ve Bu Kuvvet Alanlarının Transfer Edilebilme Özelliklerinin İncelenmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 5 |
6 | Moleküler Dinamik Simülasyonlarında Kullanılan Klasik ve Polarize Su Modellerinin Karşılaştırılmalı olarak İncelenmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 6 |
7 | Uzun menzilli etkileşimlerin hesaplanmasında kullanılan potansiyellerin türetilmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 7 |
8 | Metadinamik, termodinamik integrasyon ve semsiye modellemesi ile karşılaştırmalı olarak serbest enerji hesaplanması | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 8 |
9 | Zenginleştirilmiş Örnekleme Tekniklerinin Proteinlerin Konformasyonel Enerji Yüzeyi üzerine Etkisinin Uygulamalı olarak incelenmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 9 |
10 | Kuantum Mekanik ve Moleküler Mekanik Yardımıyla Oluşturulmuş Hibrit Potensiyellerin Protein Yapı ve Dinamiği üzerine Etkisinin İncelenmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 10 |
11 | Biyolojik Sistemlerde daha uzun süreli zaman ölçeklerine ulaşabilmek için kullanılan iri taneli modelleme yöntemlerinin incelenmesi. | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 11 |
12 | Serbest ve Serbest olmayan moleküler kenetleme sistemlerinin ve moleküler kenetleme hesaplarında suyun etkisinin incelenmesi | Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications - Bölüm 12 |
13 | Hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları hakkında tartışma -I | Literatür taraması: hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları. |
14 | Hesaplamalı Biyofizik alanında kullanılan yöntemlerin güncel uygulamaları hakkında tartışma -II | Literatür 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 | |||||||
No | Program Yeterliliği | Katkı Düzeyi | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
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 Düzeyi | Mutlak Değerlendirme | |
Ara Sınavın Başarıya Oranı | 50 | |
Genel Sınavın Başarıya Oranı | 50 | |
Toplam | 100 |