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Einleitung Wie hat sich die Genomforschung entwickelt

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Was Sie aus der Vorlesung mitnehmen sollten …
18.01.2012
Einleitung
Was ist Bioinformatik und wie ist der Bezug zu anderen Wissenschaftsdisziplinen ?
Weshalb hat die Bedeutung der Bioinformatik zugenommen ?
Wie hat (wird) sich das Datenaufkommen entwickelt (entwickeln) ?
Welche Meilensteine in der Bioinformatik hat es gegeben ?
Wie hat sich die Genomforschung entwickelt ?
Personalisierte Medizin: Motivation, Vorraussetzungen, Anwendungen und Gefahren
Biologische Datenbanken
Welche großen biologischen Datenbanken gibt es ?
Was kann ich dort finden ?
Wie sind die (Sub-) Datenbanken verknüpft ?
Wie kann ich im meine Suchen detaillieren und treffsicherer machen ?
Was kann ich in der PubMed finden ?
Wie schränke ich meine Suchergebnisse ein ?
Was ist eine Datenbank ?
Wie ist eine biologische Datenbank strukturiert ?
Wie kann die Struktur einer Datenbank festgelegt werden ?
Welche Datenbanken umfasst NCBI Entrez ?
Was ist die GenBank ?
Wie erfolgt die Versionierung von Einträgen ?
Wie ist ein GBFF (GenBank Flat File) strukturiert. Welche Sequenz-ID soll verwendet werden ?
Welche „Divisions“ gibt es in der GenBank ?
Welche Downloadformate werden unterstützt ?
Prediktive Methoden basierend auf DNA und Protein Sequenzen
Was ist die Motivation von BLAST ?
Wie läuft BLAST ab ?
Was ist das Resultat einer BLAST Suche ?
Was ist der Unterschied zwischen lokalem und globalem Alignment ?
Welche Internet Resourcen für BLAST gibt es ?
Welche unterschiedlichen BLAST Versionen gibt es ?
Wann wird welche Version eingesetzt ?
Was ist der Inhalt der PAM und BLOSUM Matrizen ?
Was sind die Unterschiede in den Matrizen ?
Wann sollte welche Matrix angewendet werden ?
Was ist die Bedeutung und der Zusammenhang von Bit-score und E-value ?
Was ist ein Protein Profil ?
Welche profilbasierenden Methoden zur Homologiesuche gibt es ?
Was ist eine PSSM und wie wird sie gebildet ?
Wie läuft eine PSI-BLAST Suche ab ?
Wie läuft eine BLOCKS Suche ab ?
Wie können Aminosäuren eingeteilt werden ?
Welche Vorhersagemethoden für physikalische/chemische Proteineigenschaften gibt es ?
Welche Eigenschaften können vorhergesagt werden ?
Wozu wird die Vorhersage der Sekundärstruktur eingesetzt ?
Welche grundlegenden Strukturelemente gibt es und wie sind diese aufgebaut ?
Welche Faltungsklassen gibt es ? Typische Vertreter ?
Was ist ein neuronales Netzwerk ? Aufbau ? Zuweisung von Verbindungen und Gewichten ?
Welche Algorithmen zur Strukturvorhersage gibt es ?
Wie ist der Ablauf bei PredictProtein ?
Wozu dient SignalP ? Was kann es nicht leisten ?
Welche Algorithmen zur Vorhersage der Tertiärstruktur gibt es ?
Wie ist der Ablauf bei VAST bzw. SWISS-Modell ?
… ohne Anspruch auf Vollständigkeit
Bioinformatik Grundlagen
Was Sie aus der Vorlesung mitnehmen sollten …
18.01.2012
Mehrfaches globales Sequenz-Alignment
Was ist der Unterschied zwischen lokalem und globalem Alignment ?
Was ist der Unterschied zwischen paarweisem und mehrfachem Alignment ?
Was ist der Zusammenhang zwischen paarweisem und mehrfachem Alignment ?
Was ist ein Profil ? Wie wird es gebildet ?
Was ist ein Sequenz-Logo ? Wie wird es gebildet ? Wie kann es normiert werden ?
Was kann man aus einem Sequenz-Logo herauslesen ?
Welche Algorithmen zum multiplen Alignment gibt es ?
Wie läuft multiples Alignment mit Dynamischer Programmierung / Greedy Algorithmus / Progressive
Alignment ab ?
Wie werden Sequenzen mit ClustalW alignet ?
Welche Scoring-Methoden gibt es für ein multiples Alignment ?
Welche Programme für das multiple Alignment gibt es ?
Welche Programme für die Visualisierung und das Editieren eines multiple Alignment gibt es ?
Hidden Markov Modelle und deren Anwendung
Woraus besteht ein HMM ?
Wo werden HMMs in der Bioinformatik angewendet ?
Was sind die Vor- und Nachteile eines HMMs ?
Wann kann ein HMM auf ein Problem angewendet werden ?
Was wird für ein HMM benötigt ?
Was sind die Ziele und Probleme bei der Gen-Identifizierung ?
Welche Programme zur Genidentifizierung gibt es ?
Wie sind sie aufgebaut ?
Was sind die Ziele und Probleme bei der Anwendung von Profil-HMMs ?
Wie sieht die Standardarchitektur für ein Profil-HMM aus ?
Welche Zustandstypen gibt es bei einem Profil-HMM ?
Wie können Profil-HMMs trainiert werden ?
Wie kann „over-fitting“ vermieden werden ?
Welche Scoring-Methoden gibt es für ein Profil-HMM ?
Next Generation Sequencing
Welche Technologien zur Sequenzierung gibt es ?
Wodurch unterscheiden sich die Technologien aus Sicht des Bioinformatikers ?
Vor- und Nachteile der einzelnen Technologien ?
Wie läuft die Sequenzierung eines Genoms ab ?
Was sind Read, paired-end Read, Contig, Scaffold, Repeat ?
Welche Algorithmen zur Genomsequenzierung gibt es und wie ist dabei der Ablauf ?
Welche Programme zur de novo Assemblierung gibt es ?
Wie erfolgt das Scaffolding ?
Welche Programme für das Scaffolding gibt es ?
Wie kann die Qualität eines Assemblies charakterisiert werden ?
Was sind die Unterschiede zwischen de novo Assembly und Re-Sequenzierung ?
Wie erfolgt die Annotation einer Genomsequenz ?
Wie ist der Ablauf bei einer Re-Sequenzierung ?
Welche Algorithmen für das Read-Mapping gibt es ? Vor- und Nachteile ?
Wie ist der Ablauf bei Transkriptom Sequenzierung ?
Wozu wird Transkriptom Sequenzierung angewendet ?
Was ist der Unterschied zwischen Genom- und Transkriptom Sequenzierung ? Was ist zu beachten?
Welche Programme zur Transkriptom Sequenzierung gibt es ?
Was ist die Anwendung von RNA-seq ?
Wie läuft die Analyse von RNA-seq Daten ab ?
Wie werden RNA-seq Daten normalisiert ?
Welche Pakete für die Analyse von RNA-seq Daten gibt es ?
… ohne Anspruch auf Vollständigkeit
Bioinformatik Grundlagen
Was Sie aus der Vorlesung mitnehmen sollten …
18.01.2012
Was sind die Unterschiede zwischen RNA-seq und Expressionsanalyse mit DNA-Microarrays ?
Was sind die Unterschiede zwischen RNA-seq und Transkriptomsequenzierung ?
Wie läuft die Probenaufbereitung bei ChIP-seq Daten ab ?
Wie läuft die Analyse von ChIP-seq Daten ab ? Welche Programme zur Peak Erkennung gibt es ?
Was ist ein Mikrobiom ? Wo kann man Proben ziehen ?
Wie läuft die Probenaufbereitung bei Mikrobiom Daten ab ?
Welche Ansätze zur Mikrobiomanalyse gibt es ?
Wie läuft die Analyse von Mikrobiom Daten ab ?
Welche Programme zur Mikrobiom (Amplicon) Analyse gibt es ? Wodurch unterscheiden sie sich ?
Wie erfolgt die Analyse von Metagenome Daten ? Was wird dabei charakterisiert ?
… ohne Anspruch auf Vollständigkeit
Bioinformatik Grundlagen
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Technik
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