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Algorithmische Grundlagen der Bioinformatik


Typ: Spezialvorlesung
Veranstalter: PD. Dr. S. Schuierer
Zeit und Ort: Di., 9-11 Uhr, MMR 00-031, Geb. 051
Übungen: Do., 9-11 Uhr, MMR 00-031, Geb. 051
Beginn: Dienstag, 2.5.2000, 9 Uhr, MMR 00-031, Geb. 051

Inhalt:

Das rapide Anwachsen der über das Erbgut (Genome) von Organismen verfügbaren Informationen hat in den letzten Jahren zu einem stark vermehrten Einsatz von Rechnern in der Biologie geführt. Durch die speziellen Anforderungen der Biologen an die Aufbereitung der experimentell gewonnenen Daten sind eine Vielzahl neuer und interessanter Probleme aufgetaucht, deren Kern kombinatorischer oder algorithmischer Natur ist und die sich deshalb nur durch Anwendung von Methoden aus der Informatik oder Mathematik effizient lösen lassen.

In der Vorlesung sollen verschiedene Probleme aus der Bioinformatik mit Verfahren zu deren Lösung vorgestellt werden. Als Themen sind vorgesehen

  • Berechnung der Ähnlichkeit zweier DNS-Sequenzen,
  • Erstellung von Genom-Karten,
  • Sequenzierung von DNS-Sequenzen,
  • Alignierung von mehreren DNS-Sequenzen,
  • Berechnung von Abstammungsbäumen,
  • effiziente Textsuchverfahren in Gen-Datenbanken,
  • Berechnung sich wiederholender Teile des Genoms (Tandem arrays),
und weitere Probleme, die bei der Analyse von Genomen und Proteien entstehen.

Zielgruppe:

Die Vorlesung Kombinatorische Algorithmen der Bioinformatik richtet sich an Informatik-Studenten im Hauptstudium; es können aber auch Studenten mit Hauptfach Mathematik oder Biologie teilnehmen. Voraussetzung ist die Beherrschung der grundlegenden Fragen aus dem Bereich der Datenstrukturen und Algorithmen und aus der theoretischen Informatik wie sie in den Vorlesungen Informatik I-III sowie der Vorlesung Algorithmentheorie gelehrt werden. Inbesondere wird das Verständnis der gängigen Textsuchverfahren (KMP, Boyer-Moore, Konstruktion und Verwendung von Suffixbäumen, Berechnung der Editierdistanz) vorausgesetzt.

Biologische Vorkenntnisse sind nicht erforderlich.

Die Vorlesung ist mit 2+2 Stunden anrechenbar. Es besteht die Möglichkeit, bei Bedarf einen Übungsschein zu erwerben. Bei Interesse besteht auch die Möglichkeit Studien-, Diplom- und Examensarbeiten zu diesem Thema zu erstellen.

Materialien:

  • D. Gusfield:
    Algorithms on strings, trees and sequences, Cambridge University Press, 1999.

  • J. Setubal and J. Meidanis:
    Introduction to computational molecular biology, Boston, PWS Publ., 1997.

  • M. S. Waterman:
    Introduction to computational biology: maps, sequences and genomes, Boca Raton, CRC Press, 2000.


Ansprechpartner: S. Schuierer

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