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 Hauptseminar im WS1999/2000:Das Hauptseminar findet donnerstags von 14:15 Uhr bis 15:45 Uhr im Raum S2229 statt.
| 16.12.1999: | 
   Alex Souza Protein Folding: HP-Model and Approximations Betreuer: Volker Heun  | 
 
| 13.01.2000: | 
   Florian Rodler Sequence Alignment: Dynamic Programming Betreuer: Jens Ernst  | 
 
| 20.01.2000: | 
   Sueleyman Aydogmus Sequence Alignment: Suffix Trees and Common Substrings Betreuer: Jens Ernst  | 
 
| 10.02.2000: | 
   Christoph Bodensteiner. Evolutionary Trees: Construction from Additive matrices Betreuer: Volker Heun  | 
 
| 17.02.2000: | 
   Anton Epple Protein Folding: Inverse Protein Folding Betreuer: Volker Heun  | 
 
| 24.02.2000: | 
   Andreas Kiermeier Genome Rearrangements: Sorting Signed Permutations by Reversals and Transpositions Betreuer: Jens Ernst  | 
 
    Das Sequence Alignment ist eines der fundamentalsten und ältesten
    Probleme der Bioinformatik.
    Hierbei soll für zwei gegebenen Zeichenreihen (interpretiert als
    Abfolge von Nuklein- oder Aminosäuren) festgestellt werden, ob
    sie ähnlich sind, und wenn ja, wie sie mit einer minimalen Anzahl
    elementarer Operationen (Löschen, Einfügen, Substitution von
    Zeichen) ineinander überführt werden können.
    Werden zum Beispiel mehrere gleichen DNS-Sequenzen bzw. Proteine
    sequenziert, so will man hiermit feststellen, ob bzw. inwieweit die
    Ergebnisse dieselben sind.
    Ein anderes Beispiel (in dem man eine Sequenz mit vielen anderen
    vergleicht) ist die Suche in einer DNS- bzw. Protein-Datenbank, wobei
    man feststellen möchte, ob die neue Sequenz schon bekannt ist
    oder nicht.
    
    Aus biotechnologischen Gründen können immer nur relativ
    kurze Stücke eines DNS-Strangs sequenziert werden.
    Für eine vollständige Strukturauflösung eines langen
    DNS-Strangs muß dieser also in viele kurze aufgeteilt werden,
    wobei in Wirklichkeit die Bruchstücke vieler identischer Kopien
    dieses DNS-Strangs betrachtet werden.
    Beim Fragment Assembly will man nun aus dieses Teilsequenzen wieder
    die gesamte Sequenz des langen DNS-Strangs rekonstruieren.
    
    Hat man Bereiche von DNS-Strängen eines Chromosoms sequenziert,
    so will man natürlich auch wissen, wo in diesem Chromosom ein
    sequenzierter Teil vorkommt.
    Biotechnisch können dabei bestimmte sehr kurze Teile des
    Chromosoms markiert werden.
    Diese Markierungen kann man auf den Bruchstücken des DNS-Strangs
    wiederfinden.
    Ziel ist es nun, die Bruchstücke so zusammenzusetzen, daß
    die markierten Stellen auf dieser Zusammensetzung an denselben Stellen
    sind wie im ursprünglichen Chromosom.
    
    Vergleicht man das gesamte Genom von verschiedenen Spezies, so
    hätte man gerne einen Abstandsbegriff, der für ein Paar von
    Spezies aussagt, wie verwandt sie miteinander sind.
    Bei vielen Spezies unterscheiden sich das Erbgut oft nur durch eine
    andere Anordnung der Gene innerhalb des Erbguts.
    Daher definiert man den Abstandsbegriff durch die minimale Anzahl an
    gewissen Elementaroperationen, die nötig sind, um die Genome der
    Spezies ineinander zu überführen.
    Dabei sind hier die elementaren Operationen (im Gegensatz zum Sequence
    Alignment) globale Operationen.
    Am häufigsten treten sogenannte Inversionen und Transpositionen
    auf, bei denen entweder ein ganzer Abschnitt der DNS-Strangs umgedreht
    wird oder zwei lange benachbarte Abschnitte miteinander vertauscht
    werden.
    
    Die Funktionalität eines Proteins wird  im wesentlichen durch
    seine räumliche Struktur bestimmt.
    Leider sind physikalische Strukturaufklärungsverfahren im
    Vergleich zur  biologischen Sequenzierung sehr aufwendig.
    Deshalb ist man an Algorithmen interessiert, die aus der
    Aminosäuresequenz eines Proteins die räumliche Struktur des
    Proteins vorhersagen oder die zu einer gegebenen räumlichen
    Struktur eine geeignete Aminosäuresequenz angeben, die sich in
    die vorgegebene Struktur faltet.
    
    Durch die Evolution haben sich die verschiedenen Spezies aus
    gemeinsamen Vorfahren weiterentwickelt, die zum Teil schon lange
    wieder ausgestorben sind.
    Mit Hilfe eines phylogenetischen Baumes will man nun den Stammbaum
    verschiedener Spezies rekonstruieren, wobei man nur die noch lebenden
    Spezies kennt.
    Diese lebenden Spezies bilden nun die Blätter des
    phylogenetischen Baumes.
    
    Ziel ist nun, die inneren Knoten des Baumes so zu konstruieren,
    daß stark verwandte Spezies im Baum nah zusammen (durch einen
    kürzeren Pfad verbunden) sind.
    Zur Konstruktion phylogenetischer Bäume werden dabei
    unterschiedliche Methoden zur Bestimmung des Verwandtschaftsgrades
    verwendet.
    Die detaillierte Themenliste mit Literaturangaben finden Sie hier.
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	Merkblatt zur Gestaltung eines Seminarvortrags. (Die Tips auf diesem Merkblatt sind keine offiziellen Anforderungen oder Bewertungskriterien der TU München, sondern aus der Praxis eines Seminarleiters heraus entstandene Ratschläge.) | 
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	Tips zur Erstellung von Folien mit LaTeX (einschließlich Rahmen-Datei als Vorlage) | 
Weitere Auskünfte erteilen Jens Ernst und Volker Heun.
Volker Heun, 1999-08-25