Veranstaltung
| Titel | Bioinformatik II (Computer basierte Analyse von Protein und RNA Evolution) mit Übung |
| Title | Bioinformatics II (Sequence analysis) |
| Schwerpunkt/Focus | |
| Sprache/Language | |
| VV-Nr./Course No. | 130000 |
| Modulverantwortlich/Responsible | Prof. Dr. Ch. Klämbt (SoSe 2025) |
| Vertreter/Co-responsible | |
| Anbieter/Teachers | Prof. Dr. E. Bornberg-Bauer, Dr. Carsten Kemena, Dr. Bharat Ravi, Dr. Matthew Merski, |
| Typ/Type | Vorlesung + Übung |
| SWS/Semerster periods per week | 2 (1 Vorl. + 1 Übung) |
| Arbeitslast(h)/Work load | 50 h |
| KP/Credit points | 2 KP |
| Zuordnung/Classification | Aufbaumodul Genetik, Zellbiologie, Physiologie |
| Semester/Semester | SoSe |
| Studierende/Students | BSc Biowissenschaften |
| Corona-Informationen/Corona-Information | |
| Zeit/Date | Vorlesungszeit: Mo 14.00-15.00, Di. 11.00-12.00 Übungszeit: 7-8 Gruppen verteilt auf meist Mi nachmittags, Do ganzt. und Fr vormittags, 4 x pro Semester, 2 Stunden pro Gruppe |
| Ort/Location | Vorlesungsort: ZH, Badestr. 9/13 |
| Beginn/Start | 7.4.2025 |
| Vorbesprechung/Obligatory pre-meeting | s. Vorlesungsverzeichnis |
| Voraussetzung/Prerequisite | Voraussetzungen: BSc Biowiss: mind. 40 LP aus den Grundlagenmodulen und/oder dem Aufbaumodul Ökologie/Evolution/Biodiversität; sonst:Solide Grundkenntnisse in Biologie, Chemie und Mathematik (Niveau Grundkurs bis zum Abitur) sind notwendig und müssen daher, falls nicht vorhanden, spätestens im Laufe des Semester durch intensives Selbststudium erarbeitet werden. Ein Leistungskurs in Mathematik ist hilfreich, aber nicht notwendig. Erwartetes Vorwissen: Basiswissen molekulare Evolution, Biophysik/Strukturbiologie, Informatik I, Mathematik I |
| Anmeldung/Registration | wird in 1. Stunde bekanntgegeben |
| Leistungskontrollen/Performance assessments | Klausur, Report, Anwesenheit bei den Übungen |
| Termine f. Leistungskontrollen/Date for performance assessments | |
| max. NP/Max. grade points | 10 |
| Ziele/Aims | Ziel der Veranstaltung ist, die Studenten auf die wichtigsten der vielfältigen bioinformatischen Aufgabenstellungen in einem biologischen Umfeld vorzubereiten und die Fähigkeit, sich wissenschaftlich mit formalwissenschaftlich stärker ausgebildeten Kolleginnen austauschen zu können. Die Studierenden lernen die wichtigsten Datenbanken und Web-Resourcen kennen. Es wird die grundlegende Kompetenz erworben, eigenständig mit Web-Resourcen wie Datenbanken und Programmen umgehen zu können. Darüber hinaus wird die Fähigkeit erlangt, eigenständig eine gegebene Sequenz mit den wichtigsten Methoden zu untersuchen. Das Verständnis von Grundlagen der zugrunde liegenden Algorithmen wird durch einfache Fallbeispiele erläutert und mit eigenständig herangezogene weiterführende Literatur eigenständig vertieft. Einführung in die Bioinformatik als ein Bestandteil moderner biologischer Forschung - Erwerb einer Zusatzausbildung um einen Vorteil am Arbeitsmarkt zu haben - Schulung des theoretischen Verständnisses zur Analyse biologischer Problemstellungen - Erwerb der Fähigkeit mit Bioinformatikern und Informatiker/innen aktuelle Problemstellungen die neuer Lösungsansätze bedürfen zu erarbeiten |
| Inhalte/Content | * Sequenz-Analyse, * Strukturbiologische Grundlagen * Strukturdatenbanken (PDB, CATH, SCOP) * Vorhersage der Protein-Sekundärstruktur * Grundlagen molekularer Evolution * Mutationsmatrizen und Scoring Matrizen * Dot Plots * Algorithmen zum paarweisen Sequenzalignment (Needleman-Wunsch, Smith-Waterman, BLAST, FASTA) * Interpretation von Suchergebnisen, * Multiple Sequenzalignments, * phylogentische Bäume: gewurzelt und ungewurzelt * Prinzipien von UPGMA, NJ, MP, ML und bootstrapping * Vorhersage von RNA Sekundärstrukturen Voruassetzungen: Kenntnis der Grundlagen molekularer Evolution (Genduplikation, Sub-/Neo-funktionalisierung, neutrale vs adaptive molekulare Evolution in Proteinen, Kenntnis von Orthologie und Paralogie, Molekulare Uhr), Grundlagen der Biophysik (Entropie, Gibbs-Enthalpie, Hydrophobizität, H-Brücken Bindungen), elementare Phylogenie von Eukaryonten, Prinzipien moderner Sequenziermethoden und Strukturanalyseverfahren, elementare Mathematik auf Abiturniveau (logarithmen, Exponentialfunktionen, Wahrscheinlichkeiten), elementare Computerkenntnise (File handling, drucken, Texte formatiert erstellen und bearbeiten). |
| Methoden/Methods | |
| Berufsrelevante und interdisziplinäre Komponenten/Occupational and interdisciplinary skills | |
| Voraussetzung für/Prerequisite for | FM und Vertiefungs-Module Bioinformatik (vorm. Wahlpflicht-Modul) |
| Präsenzpflicht/Compulsory presence | ja (Übungen) |
| Plätze/Number of participants | NA |
| Gruppengröße/Group size | |
| Materialien/Materials | Aktuelle Informationen finden sich unter: bornberglab.org/teaching Bitte die dort aufrufbaren Informationen beachten! |
| Literatur/Literature | * Bioinformatics - Sequence and Genome Analysis, David W Mount, Cold Spring Harbour Laboratory Press, Cold Spring Harbour, NY, USA 2001 (empfohlen) * Sequence Analysis in a nutshell, Scott Markel + Derryl Leon, O'Reilly, Sebastopol, ISBN: 0-596-00494-X 302 pages, $29.95 * Understanding Bioinformatics Marketa Zvelebil and Jeremy O Baum, Garland Science, 2008 * Higgs + Attwood: Bioinformatics and Molecular Evolution, wiley 2004 |
| Links | https://bornberglab.org/bsc/ |
| Sonstiges/Further information |
Modulelemente:
Elemente of the module:
| Titel/Title | Zeit (von...bis)/Time (from...to) | Ort(Raum)/Location | |
|---|---|---|---|
| Übungen/Practical exercises | |||
| Vorlesung/Lecture | |||
| Seminare/Semeinars | |||
| Exkursionen/Excursions |
= Modul gehört zum SPP Imoplant / Module is part of the SSP Imoplant
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= Modul gehört zum SPP Neuroscience and Behaviour /Module is part of the SSP Neuroscience and Behaviour
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