Bioinformatik I: Sequenzanalyse und Phylogenie (4KV)
| LVA-Nr.: | 365.027 |
| LVA-Leitung: | Josef Hochreiter, Ulrich Bodenhofer |
| Zeit und Ort: | VO-Teil: Mo 15:30-17:00, HS14 / UE-Teil: Mi 13:45-15:15 h, HT177F (Informationen zur Übung) Beginn: MO 2.10.2006 |
| Typ: | KV, 4h, wöchentlich |
| Anmeldung: | via KUSSS |
| Klausur: | Mi 31.1.2007, 12:00-13:30, HS 8, Anmeldung via KUSSS |
Spezielle Kapitel aus Informationssysteme: Bioinformatik (2VO)
| LVA-Nr.: | 365.025 |
| LVA-Leitung: | Josef Hochreiter |
| Zeit und Ort: | Mo 15:30-17:00, HS14 Beginn: MO 2.10.2006 |
| Typ: | VO, 2h, wöchentlich |
| Anmeldung: | via KUSSS |
| Klausur: | Mi 31.1.2007, 12:00-13:30, HS 8, Anmeldung via KUSSS |
Achtung, am MO 29.1.2007 entfällt die Vorlesung (dh. keine weitere Vorlesung)!
Motivation:
Die Life Sciences werden das 21. Jahrhundert dominieren. Ist die komplexe Funktionsweise der Zelle verstanden, so können gegen fast alle Krankheiten Gegenmittel entwickelt werden. Die Industrie würde von neuen Nanomaschinen entscheidend geprägt sein. Doch zur Zeit sind wir noch weit davon entfernt. Die Schlüsseltechnologie, um diesem Ziel näher zu kommen, ist die Bioinformatik. So war die Bioinformatik bei einem der eindrucksvollsten wissenschaftlichen Fortschritte der Menschheit, der Entschlüsselung des menschlichen Genoms, maßgeblich beteiligt. Trotz dieses Quantensprungs, der erst durch die Bioinformatik möglich gemacht wurde, steht die Wissenschaft in diesem Bereich erst am Anfang. Die Euphorie nach der Genomentzifferung wich einer Ernüchterung, da der entzifferte Code weder Struktur noch Funktionsweise der durch die Gene codierten Proteine erkennen lies. Darüber hinaus ist der Code nicht eindeutig, da die ca. 30.000 Gene des Menschen etwa 300.000 Proteine codieren, d.h. der genetische Code wird je nach Zustand der Zelle unterschiedlich interpretiert. Unverstanden ist grösstenteils, welche Gene wann und wie aktiviert werden, damit die Zelle das entsprechende Protein bauen kann.Hier wird die Bioinformatik eingesetzt, um die Genomdaten zu verstehen. Darüber hinaus befasst sich die Bioinformatik auch mit den Daten aus molekularbiologischen Messtechniken wie beispielsweise der Röntgenstrahlenkristallographie, der magnetischen Resonanzspektroskopie, der Massenspektrometrie, der atomaren Kraftmikroskopie, der Flureszenzmikroskopie, sowie der Microarray- und der Proteinarraytechnik. All diese Daten werden durch Methoden und Techniken der Bioinformatik verwaltet, analysiert, interpretiert, miteinander verglichen und simuliert. Ein Fernziel der Bioinformatik ist es, alle molekularbiologischen Experimente durch Simulationen und Vorhersagen am Computer zu ersetzen, was eine enorme Kosteneinsparung und eine rasante Steigerungsrate bei der Entwicklung neuer Nanotechniken und neuer Medikamente zur Folge hätte. Die Vorlesung, die keine biologischen Kenntnisse voraussetzt, führt zunächst in bioinformatische Methoden ein. Nach einer kurzen Einführung in die Molekular- und Zellbiologie werden wichtige biologische Datenbanken und Algorithmen der Bioinformatik vorgestellt. Hierbei werden Idee und Konzept der Algorithmen erklärt und die Ergebnisse der Algorithmen mathematisch interpretiert.
Themengebiete:
- Einführung in Molekular- und Zellbiologie
- Bioinformatik Software
- Biologische Datenbanken (Genome und Proteine, 3D-Strukturen, Domains, Proteinklassen und Motive, Artikel)
- Sequenzvergleich (globales und lokales Alignment, gap penalties, Ähnlichkeitsmasse wie PAM oder BLOSUM, Alignmentstatistik, Algorithmen wie BLAST, FASTA und BLAT)
- Multipler Sequenzvergleich
- Phylogenie (exakte und approximative Methoden)
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