HESAPLAMALI BİYOFİZİK: YÖNTEMLER VE METODLAR

AMAÇ

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.

İÇERİK

Bu ders; Kuantum Kimyasına Giriş,Kuantum Kimyasal Hesaplamalarda Kullanılan Metotlara Genel Bakış,İstatistiksel Mekaniğe Giriş,Moleküler Dinamik,Kuvvet Alanları,Moleküler Dinamikte Kullanılan Su Modelleri,Elektrostatik Kuvvetlerin Modellenmesi,Serbest Enerji Hesapları,Kuvvetlendirilmiş Örnekleme teknikleri,Hibrid Simulasyon Metotları: QM/MM Hesaplamalar,Coarse-grained potansiyeller ,Moleküler Doklama,Yukardaki tekniklerin biyolojik problemlere uygulanması -I,Yukardaki tekniklerin biyolojik problemlere uygulanması –II; konularını içermektedir.

1. 1

   1. Different aspects between molecular mechanics and quantum mechanics are understood and the student can decide which method is appropriate for solving a given biological problem.

   Öğretim yöntemi: Öğretme – öğrenme yöntem ve stratejileri, öğrencilerin kendi kendine çalışma, yaşam boyu öğrenme, gözlem yapma, başkasına öğretme, sunma, eleştirel düşünme, takım çalışması, bilişimden etkin yararlanma gibi becerilerini arttıracak şekilde seçilmektedir. Ayrıca, öğretim tarzının farklı kabiliyetleri olan öğrencileri destekleyecek biçimde olmasına dikkat edilir. Programında kullanılan eğitim-öğretim metotları aşağıdaki listede verilmiştir **: Eğitim - Öğretim Yöntemleri *, Problem Çözme Yöntemi, Örnek Olay Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Soru - Cevap Tekniği, Beyin Fırtınası Tekniği, Proje Temelli Öğrenme Modeli, Bilgisayar Ve İnternet Destekli Öğretim · Değerlendirme: Proje Görevi

2. 2

   2. The force-fields as well as water models which are needed to perform a molecular dynamics simulation can be determined.

   Öğretim yöntemi: Öğretme – öğrenme yöntem ve stratejileri, öğrencilerin kendi kendine çalışma, yaşam boyu öğrenme, gözlem yapma, başkasına öğretme, sunma, eleştirel düşünme, takım çalışması, bilişimden etkin yararlanma gibi becerilerini arttıracak şekilde seçilmektedir. Ayrıca, öğretim tarzının farklı kabiliyetleri olan öğrencileri destekleyecek biçimde olmasına dikkat edilir. Programında kullanılan eğitim-öğretim metotları aşağıdaki listede verilmiştir **: Eğitim - Öğretim Yöntemleri *, Problem Çözme Yöntemi, Örnek Olay Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Soru - Cevap Tekniği, Beyin Fırtınası Tekniği, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Proje Görevi

3. 3

   3. Knowledge can be gathered related to the basic commands used in Linux.

   Öğretim yöntemi: Örnek Olay Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Proje Temelli Öğrenme Modeli, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Ödev

4. 4

   4. A molecular dynamics simulation can be started on the clusters.

   Öğretim yöntemi: Öğretme – öğrenme yöntem ve stratejileri, öğrencilerin kendi kendine çalışma, yaşam boyu öğrenme, gözlem yapma, başkasına öğretme, sunma, eleştirel düşünme, takım çalışması, bilişimden etkin yararlanma gibi becerilerini arttıracak şekilde seçilmektedir. Ayrıca, öğretim tarzının farklı kabiliyetleri olan öğrencileri destekleyecek biçimde olmasına dikkat edilir. Programında kullanılan eğitim-öğretim metotları aşağıdaki listede verilmiştir **: Eğitim - Öğretim Yöntemleri *, Örnek Olay Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Beyin Fırtınası Tekniği, Proje Temelli Öğrenme Modeli, Deneyimle Öğrenme Modeli

5. 5

   5. Molecular dynamics simulations can be initiated and the results can be interpreted.

   Öğretim yöntemi: Öğretme – öğrenme yöntem ve stratejileri, öğrencilerin kendi kendine çalışma, yaşam boyu öğrenme, gözlem yapma, başkasına öğretme, sunma, eleştirel düşünme, takım çalışması, bilişimden etkin yararlanma gibi becerilerini arttıracak şekilde seçilmektedir. Ayrıca, öğretim tarzının farklı kabiliyetleri olan öğrencileri destekleyecek biçimde olmasına dikkat edilir. Programında kullanılan eğitim-öğretim metotları aşağıdaki listede verilmiştir **: Eğitim - Öğretim Yöntemleri *, Örnek Olay Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Soru - Cevap Tekniği, Beyin Fırtınası Tekniği, Tersine Beyin Fırtınası Tekniği, Proje Temelli Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Proje Görevi

6. 6

   6. The optimum technique can be proposed to solve a problem related to computational biophysics.

   Öğretim yöntemi: Öğretme – öğrenme yöntem ve stratejileri, öğrencilerin kendi kendine çalışma, yaşam boyu öğrenme, gözlem yapma, başkasına öğretme, sunma, eleştirel düşünme, takım çalışması, bilişimden etkin yararlanma gibi becerilerini arttıracak şekilde seçilmektedir. Ayrıca, öğretim tarzının farklı kabiliyetleri olan öğrencileri destekleyecek biçimde olmasına dikkat edilir. Programında kullanılan eğitim-öğretim metotları aşağıdaki listede verilmiştir **: Eğitim - Öğretim Yöntemleri *, Tartışma Yöntemi, Problem Çözme Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Beyin Fırtınası Tekniği, Tersine Beyin Fırtınası Tekniği, Proje Temelli Öğrenme Modeli, Probleme Dayalı Öğrenme Modeli, Kavram Haritası Tekniği · Değerlendirme: Proje Görevi

HAFTALIK PLAN

1. HAFTA 1

   Kuantum Kimyasına Giriş

2. HAFTA 2

   Kuantum Kimyasal Hesaplamalarda Kullanılan Metotlara Genel Bakış

3. HAFTA 3

   İstatistiksel Mekaniğe Giriş

4. HAFTA 4

   Moleküler Dinamik

5. HAFTA 5

   Kuvvet Alanları

6. HAFTA 6

   Moleküler Dinamikte Kullanılan Su Modelleri

7. HAFTA 7

   Elektrostatik Kuvvetlerin Modellenmesi

8. HAFTA 8

   Serbest Enerji Hesapları

9. HAFTA 9

   Kuvvetlendirilmiş Örnekleme teknikleri

10. HAFTA 10

    Hibrid Simulasyon Metotları: QM/MM Hesaplamalar

11. HAFTA 11

    Coarse-grained potansiyeller

12. HAFTA 12

    Moleküler Doklama

13. HAFTA 13

    Yukardaki tekniklerin biyolojik problemlere uygulanması -I

14. HAFTA 14

    Yukardaki tekniklerin biyolojik problemlere uygulanması –II

DEĞERLENDİRME

• Ara Sınavın Başarıya Oranı50%
• Genel Sınavın Başarıya Oranı50%

İŞ YÜKÜ

KAYNAKLAR

• 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.

ÖĞRETİM ELEMANLARI

• Assoc.Prof. Özge ŞENSOYKOORDİNATÖR
• Assoc.Prof. Özge ŞENSOY