Vorlesung “Algorithmische Bioinformatik”

Wintersemester 2019/20

Vorlesung: Di 08:30-10:00 in OH12 / 1.056
Übungen: Di 12:15-13:45 in OH12 / 1.055
Modul: INF-MSc-606, Forschungsbereich Algorithmen und Komplexität
Material: Skript-Entwurf
Prüfungen: 6 CP; mündlich nach Vereinbarung. Zur Anmeldung ist kein Leistungsnachweis erforderlich.

Di 08.10. Einführung, Simulation von Zufallssequenzen
  Übung: Blatt 1. Material: Gene von E. coli
Di 15.10. Textmodelle
Di 22.10. (fällt aus)
Di 29.10. Textmodelle
Di 05.11. Parameterschätzung, Rechnen mit kleinen Wahrscheinlichkeiten
Di 12.11. Hidden Markov Modelle
Di 19.11. (fällt aus)
Di 26.11. HMM-Training
Di 03.12. HMM-Erweiterungen
Di 03.12. Motivmodelle, insbes. PWMs (keine Übung!)
Di 10.12. Probabilistische arithmetische Automaten
Di 17.12. Anwendungen von PAAs
(Ferien)  
Di 07.01. Phylogenetik: Merksmalsbasierte Methoden
Di 14.01. Phylogenetik: Merkmalsbasierte Methoden
Di 21.01. Phylogenetik: Distanzbasierte Methoden
Di 28.01. Phylogenetik: Distanzbasierte Methoden

Inhalt (Vorlesungskommentar)

Wir behandeln verschiedene algorithmische Aspekte der Bioinformatik. Ein vorausgegangener Abschluss der Bachelor-Vorlesung “Algorithmen auf Sequenzen“ ist hilfreich.

Themenbereiche sind:

  • statistische Modelle für biologische Sequenzen (und andere Texte)
  • Data Mining in Genomdaten (z.B. Motivsuche)
  • Rekonstruktion phylogenetischer Bäume
  • Genom-Dynamik (Umordnungsprobleme)

Die Vorlesung wird von praktischen und theoretischen Übungsaufgaben begleitet, deren Bearbeitung wichtig für ein genaues Verständnis des Stoffs ist. Im Anschluss an diese Vorlesung besteht bei Interesse die Möglichkeit, in diesem Bereich eine Masterarbeit zu schreiben.

Literatur

  • Durbin, Eddy, Krogh & Mitchison:
    Biological Sequence Analysis (Probabilistic Models of Proteins and Nucleic Acids)
    Cambridge University Press
  • Pavel Pevzner:
    Computational Molecular Biology - An Algorithmic Approach
    MIT Press
  • Neil Jones and Pavel Pevzner:
    An Introduction to Bioinformatics Algorithms
    MIT Press
  • Hans-Joachim Böckenhauer and Dirk Bongartz:
    Algorithmische Grundlagen der Bioinformatik - Modelle, Methoden und Komplexität
    Teubner
  • David Mount: Bioinformatics (Sequence and Genome Analysis)
    Cold Spring Harbor Laboratory Press
  • Weitere Originalliteratur (wissenschaftliche Aufsätze, “paper”), die im Lauf der Vorlesung bekannt gegeben wird.