Halbkurs Algorithmische Bioinformatik
Professor Ulf Leser
Das Master-Modul "Algorithmische Bioinformatik" behandelt Algorithmen zur Lösung grundlegender Fragestellungen moderner Molekularbiologie. Nach einer kurzen Einführung in die Grundlagen der Molekularbiologie (Gene und Genome, Expression, Proteine, Regulation und Transkription) werden die folgenden algorithmischen Probleme behandelt: Exaktes Stringmatching, Stringmatching mit mehreren Pattern, approximatives Matching, Indexstrukturen für Sequenzdatenbanken, Editabstand und Alignment, Multiples Alignment, Phylogenetische Bäume. Die Algorithmen werden jeweils anhand der zugrunde liegenden biologischen Fragestellung erklärt, wie z.B. Patternsuche in DNA- und Proteinsequenzen, Assembly von Teilsequenzen, Homologiesuche in Sequenzdatenbanken, und Berechnung evolutionärer Stammbäume. Die Vorlesung wird durch eine Übung begleitet.
Erste Vorlesung ist am Mittwoch, den 16.10.2024.
Voraussetzungen
Voraussetzung für den Besuch sind gute Kenntnisse in Algorithmen (z.B. Modul Algorithmen & Datenstrukturen). Kenntnisse in der Molekularbiologie werden nicht vorausgesetzt.
Prüfungen
Prüfungen sind mündlich oder schriftlich. Die Vorlesung ist anrechenbar für:
- Master Informatik, 10 SP
- Masterstudiengang Biophysik, Vertiefungsrichtung Bioinformatik, 10 SP
Voraussetzung für die Zulassung zur Prüfung ist das Bestehen der Übung.
Literatur zur Vorlesung
Dan Gusfield: "Algorithms on Strings, Trees, and Sequences", Cambrige University Press.
Die Vorlesung folgt in grossen Teilen diesem Buch. Zusätzliche Literatur wird in den jeweiligen Stunden angegeben.
Moodle
Folien werden über einen Moodle Kurs zur Verfügung gestellt.Weitere Materialien
- Ausführliche Ableitung des Jukes-Cantor-Modells
- Sehr schöne und umfassende Erläuterungen von Stringalgorithmen inklusive Demonstration und Visualisierung (Charras & Lecroq, Université de Rouen)
- Algorithmische Bioinformatik I/II. Sehr ausführliches und umfassendes Skript. (Volker Heun, TU München)
- Ein sehr kompaktes Glossar vieler molekularbiologischer Begriffe (John Kimball)
- Liste aller sequenzierten Organismen
Ergänzende Literatur
- Ohlebusch: "Bioinformatics Algorithms", Verlag Enno Ohlebusch.
- Böckenhauer, Bongartz: "Algorithmische Grundlagen der Bioinformatik", Teubner Verlag.
- Koolman, Röhm, Wirth: "Taschenatlas der Biochemie", Thieme Verlag. Für die molekularbiologischen Grundlagen.
- Mount, "Bioinformatics: Sequence and Genome Analysis", Cold Spring Harbor Laboratory Press
- Merkl, Waack, "Bioinformatik Interaktiv - Algorithmen und Praxis", Wiley-Ch