Genomanalysen und Phylogenie (ILS-I2)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Genome Analysis and Phylogenesis)
(Prüfungsordnungsmodul: Genomanalysen und Phylogenie)

Lehrveranstaltungen:

• Im Praktikum Teil 1 (Rechnerübungen) besteht Anwesenheitspflicht.

  • Genomanalysen und Phylogenie - ILS
    (Vorlesung, 2 SWS, Christoph Richard et al., Di, 16:00 - 18:00, Zoom-Meeting)
  • Rechnerübungen zur Genomanalyse und Phylogenie - ILS
    (Übung, 2 SWS, Anwesenheitspflicht, Christoph Richard et al.)

Inhalt:

VORL Teil 1 (Mathematik):

• Stochastische Modelle für Genomsequenzen (zufällige Sequenzen, Multinominalmodell, Markowmodell, empirische Untersuchung)

• Mathematische Struktur von Genen und Proteinen, statistische Tests

• Sequence alignment (globale Alignments, lokale Alignments, statistische Bewertung von Alignments, multiple Alignments, Algorithmen)

• Versteckte Markowketten (Würfelmodell, wahrscheinlichste versteckte Kette)

• Variation in DNA-Folgen (Mutations- und Substitutionsraten, Schätzen der genetischen Variabilität)

• Mathematische Grundlagen phylogenetischer Bäume (Graphen und Bäume, Distanzen, Eigenschaften der Distanzmatrix, NJ-Algorithmus)

• Rechnerübungen zur Vorlesung (Programmiersprache R)

• Rekonstruktion phylogenetischer Bäume: Theorie und Anwendung (Software: R)
  

VORL Teil 2 (Biologie):

• Biologische Fragestellungen zu den Themen Genomdatenbanken, Sequenz-Alignments, phylogenetische Bäume und Hochdurchsatz-Expressionsanalysen

• Fallbeispiele aus der aktuellen Forschung werden veranschaulicht
  

PR Teil 1 (Mathematik):

• Rechnerübungen zu Inhalten der Vorlesung (Programmiersprache R)
  

PR Teil 2 (Biologie):

• Biologische Fallbeispiele zu Datenbanksuche, Alignments, Phylogenie werden am Rechner beispielhaft geübt (Software Matlab)

• Es wird eine Projektarbeit zur Datenbanksuche, Sequenzalignments und phylogenetischer Analyse selbständig gelöst.

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• sind fähig, an Fallbeispielen Genomdatenbanken online zu nutzen

• verstehen Alignment und Suchalgorithmen wie BLAST

• sind in der Lage, erworbenes Wissen selbständig anzuwenden, eigene Ergebnisse angemessen darzustellen und zu interpretieren

• können selbstständig eine Aufgabe aus dem Bereich Genomanalyse bearbeiten und in einem Kurzvortrag darstellen

• erlernen die Anwendung spezieller Dantenbankprogramme

• erweitern aufgrund der Kommunikationsfähigkeit ihre Selbstkompetenzen.

Literatur:

Hütt, Dehnert: Methoden der Bioinformatik, Introduction to Computational Genomics Cristianini, Hahn: Introduction to Computational Genomics – A case studies approach.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Integrated Life Sciences: Biologie, Biomathematik, Biophysik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2019w | NatFak | Integrated Life Sciences: Biologie, Biomathematik, Biophysik (Bachelor of Science) | Pflichtmodule | Genomanalysen und Phylogenie)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Genomanalysen und Phylogenie (Prüfungsnummer: 32311)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: WS 2020/2021

1. Prüfer:

Christoph Richard

Termin: 25.03.2021, Ort: 10-12 Uhr, Cauerstr. 11, Raum 00.325-128 und 00.327-128 (Praktikumsraum 1 und 2)
Termin: 09.12.2021