Dozenten: Dr. Clemens Gröpl und Dipl.-Math. Martin Thimm
Termine
Anmeldungen sind ab sofort möglich;die restlichen Themen werden in der ersten Sitzung am 17.04.2001 vergeben.
| SE | Dienstag | 09:00 - 11:00 | (RUD 25, 4.111) |
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| 24.04. | Clemens Gröpl | Molekularbiologische Grundlagen |
|---|---|---|
| 8.05. und 15.05. | Tobias Thiel | Suffix Bäume |
| 22.05. und 29.05. | Johann Letzel | String-Distanz und approximatives Pattern Matching |
| 05.06. | Martin Thimm | Multiple String Comparison |
| 12.06. | Gerd Anders | Genome Rearrangements |
| 19.06. und 26.06. | Christian Becker | Fragment Assembly |
| 03.06. | Alexander Moczko | Proteinstruktur |
| 10.06. und 17.06. | Peter Massuthe | Phylogenetische Bäume |
Es sind noch Themen zu vergeben, z.B. Hidden Markov Models
Zuordnung
- Hauptstudium, Seminar
Voraussetzungen
- VL Theoretische Informatik 1-3
Inhalte und Lernziele
- Molekularbiologische Grundlagen
- Sequenzvergleich (Alignment)
Mehrere Folgen von Nuklein- oder Aminosäuren sollen so untereinander geschrieben werden, dass sie an möglichst vielen Stellen übereinstimmen.
- Paarweise Alignments
- eine beispielhafte Anwendung dynamischer Programmierung
- Aufzählung aller fast-optimalen Alignments
- das optimale Alignment ist oft nicht das biologisch sinnvollste.
- Suffixbäume
- eine unversell einsetzbare Datenstruktur.
- Zielgerichtete Suche
- weitere Zusatzüberlegungen, wenn man viele Sequenzen miteinander alignieren will.
- Hidden Markov Models
- ein Zufallsmodell für die gemeinsame Ursprungsfolge.
- Sequenzierung
Im Human Genome Project wurde die vollständige Sequenz der menschlichen DNA bereits in wesentlichen Teilen volständig bestimmt. Das zentrale Problem dabei ist die Zusammenfügung der sequenzierten Teilstücke. [1 - 3 Vorträge] - Phylogenetische Bäume
Ein phylogenetischer Baum beschreibt, wie die Evolution abgelaufen sein könnte. Zu finden sind auch die gemeinsamen Vorfahren.- Distanz-basierte Methoden
- gegeben sind die paarweisen Abstände; gesucht ist ein Baum minimaler Länge.
- Charakter-basierte Methoden
- gegeben sind bestimmte "character data" (Merkmalsausprägungen); gesucht ist ein Baum, der die Anzahl der Mutationen minimiert.
- Umordnung von Genen (Genome Rearrangements)
Ganze Abschnitte auf Chromosomen werden im Verlauf der Evolution ausgeschnitten und in umgekehrter Richtung wieder eingefügt. Gesucht ist eine kürzeste Folge von solchen Umformungsschritten, die zwei Genome ineinander überführt. - Proteinstruktur
Aus der Aminosäurensequenz Aussagen über die Faltung des Proteins abzuleiten, gehört zu den interessantesten und schwierigsten Aufgaben der Bioinformatik überhaupt. - DNA Computing
Spekulationen über den Einsatz von DNA-Technologie zur Lösung schwieriger kombinatorischer Probleme.
Empfohlene Literatur
- bioinformatik.de
- , Biological Sequence Analysis. Probabilistic Models of Proteins and Nucleic Acids, Cambridge University Press, 1998.
- , Algorithms on Strings, Trees, and Sequences. Computer Science and Computational Biology, Cambridge University Press, 1997.
- , An Introduction to Hidden Markov Models for Biological Sequences. Ch. 4 in S. L. Salzberg et al., eds., Computational Methods in Molecular Biology, pp. 45-63, Elsevier, 1998.
- , Skript zur VL Computational Molecular Biology WS 1997/98, Max-Planck-Institut für Informatik, Saarbrücken.
- , How to Present a Paper in Theoretical Computer Science: A Speaker's Guide for Students, Technical Report, Department of Computer Sciences, University of North Texas, 1993.
- , Computational Molecular Biology. An Algorithmic Approach, MIT Press, 2000.
- , Introduction to Computational Molecular Biology, PWS Publishing Company, Boston, 1997
- , Biochemie, Spektrum Verlag, Heidelberg, 1996.
- , Introduction to Computational Biology. Maps, Sequences and Genomes, Chapman&Hall/CRC, Boca Raton, 2000 (wie 1995).
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