In früheren Kursen dieser Specialization haben wir uns mit der Sequenzierung und dem Vergleich von Genomen beschäftigt. In diesem Kurs geht es um fortgeschrittene Themen bei der Suche nach Mutationen, die in der DNA und in Proteinen lauern. In der ersten Hälfte des Kurses möchten wir uns mit der Frage beschäftigen, wie sich das Genom eines Individuums vom "Referenzgenom" der Spezies unterscheidet. Unser Ziel ist es, kleine DNA-Fragmente des Individuums zu nehmen und sie auf das Referenzgenom zu "mappen". Wir werden sehen, dass die kombinatorischen Mustervergleichsalgorithmen, die dieses Problem lösen, elegant und äußerst effizient sind und erstaunlich wenig Laufzeit und Speicherplatz benötigen. In der zweiten Hälfte des Kurses werden wir lernen, wie man die Funktion eines Proteins identifiziert, selbst wenn es im Vergleich zu ähnlichen Proteinen mit bekannten Funktionen mit so vielen Mutationen bombardiert wurde, dass es kaum noch zu erkennen ist. Dies ist zum Beispiel bei HIV-Studien der Fall, da das Virus oft so schnell mutiert, dass die Forscher Mühe haben, es zu untersuchen. Der Ansatz, den wir verwenden werden, basiert auf einem leistungsstarken Tool für maschinelles Lernen, dem so genannten Hidden Markov Model. Schließlich werden Sie lernen, wie man gängige Bioinformatik-Softwaretools einsetzt, die Hidden Markov Models verwenden, um ein Protein mit einer verwandten Proteinfamilie zu vergleichen.
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Mutationen in DNA und Proteinen aufspüren (Bioinformatik VI)
Dieser Kurs ist Teil von Spezialisierung Bioinformatik
Dozenten: Pavel Pevzner
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In diesem Kurs gibt es 6 Module
<p>Willkommen zu unserem Kurs! Wir freuen uns, dass Sie sich entschlossen haben, bei uns mitzumachen.</p><p>In diesem Kurs werden wir uns mit den folgenden zwei zentralen biologischen Fragen beschäftigen (die zur Lösung dieser Fragen erforderlichen Berechnungsansätze sind in Klammern angegeben):</p><ol><li>Wie finden wir krankheitsverursachende Mutationen? (<em>Combinatorial Pattern Matching</em>)</li><li>Warum haben Biologen immer noch keinen HIV-Impfstoff entwickelt? (<em>Hidden Markov Models</em>)</li></ol><p>Wie in früheren Kursen wird jedes dieser beiden Kapitel von einem Bioinformatik-Cartoon begleitet, der von dem talentierten Künstler Randall Christopher erstellt wurde und als Kapitelüberschrift in dem Bestseller <a href="http://bioinformaticsalgorithms.com" target="_blank">Print-Begleiter</a> der Specializations dient. Sie finden den Cartoon des ersten Kapitels am Ende dieser Nachricht. </p><p><img src="https://stepic.org/media/attachments/lessons/292/chapter7_cropped.jpg" title="Bild: https://stepic.org/media/attachments/lessons/292/chapter7_cropped.jpg" width="528"></p>
Das ist alles enthalten
4 Videos2 Lektüren1 Aufgabe2 App-Elemente
<p>Willkommen zu Woche 2 des Kurses!</p> <p>In dieser Woche stellen wir ein Paradigma vor, das Burrows-Wheeler-Transformation genannt wird; nachdem wir gesehen haben, wie es bei der String-Kompression eingesetzt werden kann, werden wir zeigen, dass es auch die Grundlage moderner Read-Mapping-Algorithmen ist.</p>
Das ist alles enthalten
3 Videos1 Lektüre2 App-Elemente
<p>Willkommen zu Woche 3 des Kurses!</p> <p>Letzte Woche haben wir gesehen, wie die Burrows-Wheeler-Transformation auf den Abgleich mehrerer Muster angewendet werden kann. In dieser Woche werden wir unseren Algorithmus beschleunigen und ihn für den Fall verallgemeinern, dass Muster Fehler aufweisen, was das biologische Problem der Zuordnung von fehlerhaften Reads zu einem Referenzgenom modelliert.</p>
Das ist alles enthalten
4 Videos1 Lektüre1 Aufgabe2 App-Elemente
<p>Willkommen zu Woche 4 des Kurses!</p> <p>In dieser Woche beginnen wir damit, den Fall des Alignments von Sequenzen mit vielen Mutationen zu untersuchen - wie z.B. verwandte Gene aus verschiedenen HIV-Stämmen - und sehen, dass unsere Problemformulierung für das Sequenz-Alignment für stark divergierende Sequenzen nicht angemessen ist.</p> <p>Um unsere Algorithmen zu verbessern, werden wir ein Machine-Learning-Paradigma einführen, das als verstecktes Markov-Modell bezeichnet wird, und sehen, wie dynamische Programmierung uns hilft, Fragen zu diesen Modellen zu beantworten.</p>
Das ist alles enthalten
5 Videos2 App-Elemente
<p>Willkommen zu Woche 5 des Kurses!</p> <p>Letzte Woche haben wir versteckte Markov-Modelle eingeführt. In dieser Woche werden wir sehen, wie Hidden Markov-Modelle auf das Sequenz-Alignment mit einem Profil-HMM angewendet werden können. Anschließend werden wir einige fortgeschrittene Themen in diesem Bereich betrachten, die mit den fortgeschrittenen Methoden zusammenhängen, die wir in einem früheren Kurs für das Clustering betrachtet haben.</p> <p>
Das ist alles enthalten
5 Videos1 Lektüre1 Aufgabe2 App-Elemente
<p>Willkommen zur sechsten und letzten Unterrichtswoche!</p> <p>Diese Woche bringt unsere Application Challenge, in der wir die von uns entwickelten HMM-Sequenzabgleichsalgorithmen anwenden.</p>
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1 peer review
Dozenten
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University of California San Diego
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Johns Hopkins University
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Geprüft am 30. Juni 2020
Geprüft am 13. Apr. 2020
Geprüft am 15. Sep. 2018
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