Website
Modulhandbuch

Modul CS4442-KP12

Systembiologie und Bioinformatik (SysBioInf)

Dauer:


2 Semester
Angebotsturnus:


Jedes Wintersemester beginnend
Leistungspunkte:


12
Studiengang, Fachgebiet und Fachsemester:
  • Master Biophysik 2019 (Vertiefung), Vertiefung, 1. und 2. Fachsemester
Lehrveranstaltungen:
  • EW4170-Ü: Einführung in die klassische und translationale Systembiologie (Übung, 2 SWS)
  • EW4170-V: Einführung in die klassische und translationale Systembiologie (Vorlesung, 2 SWS)
  • MA4450-V: Modellierung biologischer Systeme (Vorlesung, 2 SWS)
  • MA4450-Ü: Modellierung biologischer Systeme (Übung, 1 SWS)
  • CS4440-V: Molekulare Bioinformatik (Vorlesung, 2 SWS)
  • CS4440-Ü: Molekulare Bioinformatik (Übung, 1 SWS)
Workload:
  • 150 Stunden Präsenzstudium
  • 170 Stunden Selbststudium
  • 40 Stunden Prüfungsvorbereitung
Lehrinhalte:
  • Methoden für schnellen Genomvergleich
  • Auswertung von Daten zur Genexpression und Sequenzvariation
  • Fortgeschrittener Umgang mit biologischen Datenbanken (Sequenz, Motif, Struktur, Regulation, Interaktion)
  • Einfache zeitdiskrete deterministische Modelle
  • Strukturierte zeitdiskrete Populationsdynamik
  • Erzeugende Funktionen, Galton-Watson-Prozesse
  • Markov-Ketten mit Anwendungen
  • Modellierung von Daten und Datenanalyse
  • Einführung in das Genom und Proteom von zellulären Systemen
  • Netzwerke: zelluläre, genetische, genregulatorische Netzwerke, Interaktom, Transkriptom und Proteom
  • Analyse von dynamischen Systemen: Fixpunkte, Bifurkationen, Feedback
  • Bioinformatische Analysen von Omics Daten
  • Einführung in öffentliche Datenbanken: z.B. STRING, Gene Expression Omnibus, TCGA, KEGG, Reactome, MSigDB
  • Übungen: Praktische Übungen zu Analyse von dynamischen Systemen und zellulären Signalwegen in R
  • Übungen zum Einlesen, Analysieren und Visualisieren von hochdimensionalen Daten mit R
  • Übungen zur Analyse von Proteininteraktionsnetzwerken
Qualifikationsziele/Kompetenzen:
  • Die Studierenden können indexbasierte Software auf Next-Generation Sequencing Daten anwenden.
  • Sie können molekular-biologische Datenbanken nutzen und entwerfen.
  • Sie können statistisch signifikante Veränderungen in Microarray-Daten feststellen.
  • Studierende haben Kenntnis von elementaren zeitdiskreten Modellen zur Modellierung biologischer Prozesse
  • Sie entwickeln die Fähigkeit, Ideen aus verschiedenen mathematischen Disziplinen zusammenzuführen
  • Sie haben Kompetenzen in Datenanalyse und Modellierung
  • Sie entwickeln Kompetenzen zur interdisziplinären Arbeit
  • Die Studierenden sind in der Lage, die Grundkonzepte der Signalverarbeitung in Lebewesen zu erklären
  • Sie können Begriffe wie Genom, Transkriptom, Interaktom und Proteom richtig einzuordnen
  • Sie können dynamische Systeme und deren Eigenschaften analysieren
  • Sie kennen die gängigen Methoden / bioinformatischen Algorithmen
  • Praktischen Übungen werden die Studenten ermutigen, ihr Wissen zu diesen Themen zu vertiefen
Vergabe von Leistungspunkten und Benotung durch:
  • Mündliche Prüfung
Setzt voraus:
Modulverantwortlicher:
Lehrende:
Literatur:
  • M. S. Waterman: Introduction to Computational Biology - London: Chapman and Hall 1995
  • B. Haubold, T. Wiehe: Introduction to Computational Biology - Birkhäuser 2007
  • R. Durbin, S. Eddy, A. Krogh, G. Mitchison: Biological sequence analysis. Probabilistic models - Cambridge, MA: Cambridge University Press
  • J. Setubal, J. Meidanis: Introduction to computational molecular - Pacific Grove: PWS Publishing Company
  • D. M. Mount: Bioinformatics - Sequence and Genome - New York: Cold Spring Harbor Press
  • F. Braer, C. Castillo-Chavez: Mathematical Models in Population Biology and Epidemiology - New York: Springer 2000
  • H. Caswell: Matrix Population Modells - Sunderland: Sinauer Associates 2001
  • S. N. Elaydi: An Introduction to Difference Equations - New York: Springer 1999
  • B. Huppert: Angewandte Lineare Algebra - Berlin: de Gruyter 1990
  • U. Krengel: Einführung in die Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik - Wiesbaden: Vieweg 2002
  • E. Seneta: Non-negative Matrices and Markov Chains - New York: Springer 1981
  • Marian Walhout, Marc Vidal, Job Dekker: Handbook of Systems Biology: Concepts and Insights - (Englisch) Gebundene Ausgabe – 15. November 2012
  • Edda Klipp, Wolfram Liebermeister, Christoph Wierling, Axel Kowald;: Systems Biology: A Textbook - (Englisch) Taschenbuch – 20. April 2016
  • Yoram Vodovotz and Gary: An Translational Systems Biology, Concepts and Practice for the Future of Biomedical Research
Sprache:
  • Sowohl Deutsch- wie Englischkenntnisse nötig
Bemerkungen:

(Besteht aus CS4440 T, MA4450 T-INF, EW4170 T)
(Ist gleich CS4516-KP12)

Zulassungsvoraussetzungen zum Modul:
- Keine (Die Kompetenzen der vorausgesetzten Module werden für dieses Modul benötigt, die Module stellen aber keine Zulassungsvoraussetzung dar.)

Zulassungsvoraussetzungen zur Prüfung:
- abhängig von den Teilmodulen

Letzte Änderung:
15.11.2019