Protein Prediction I for Computer Scientists

Modul IN2322

Dieses Modul wird durch Fakultät für Informatik bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

IN2322 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
240 h 90 h 8 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Einführung: Was ist ein Protein? Was sind Proteinstruktur & -funktion? Vorhersage der Proteinstruktur: Überblick. Methoden: Sequenzvergleiche (Sequenz – Sequenz, Sequenz – Profil, Profil – Profil, HMM); Vorhersage von Proteinstruktur in 1D (Sekundärstruktur, Lösungsmittelzugänglichkeit, Membranhelices), 2D (Kontaktvorhersagemethoden, zeitgemäße Methoden unter Verwendung korrelierender Mutationen), 3D (vergleichendes Modellieren, Molekulardynamik); Vorhersage von unstrukturierten Bereichen in Proteinen. Die Vorlesung beinhaltet eine Einführung ins Maschinelle Lernen mit speziellem Fokus darauf, wie überoptimistische Vorhersagen vermieden werden können.

Lernergebnisse

Die Studenten verstehen die grundlegenden Prinzipien der Proteinsequenzanalyse, sowie der Proteinstruktur und der Proteinstrukturvorhersage. Sie verstehen die biologischen und informatischen Hintergründe dieser Methoden im Kontext der Bioinformatik. Die Studenten können diesen erworbenen theoretischen Hintergrund anwenden, um eigenständig einfache Lösungen für die präsentierten Probleme zu entwickeln und zu implementieren.

Voraussetzungen

keine

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 6 Protein Prediction I Beginners (IN2322) Dienstag, 09:00–11:30
Donnerstag, 10:00–12:30
Donnerstag, 12:30–14:00
Donnerstag, 12:30–14:00

Lern- und Lehrmethoden

Vorlesung, Übung, Fragen & Antwort Sitzungen

Medienformen

Vorlesungen in Form von interaktiven Seminaren unter Verwendung von Beamer und Tafel. Einige Vorlesungen werden ausschließlich unter Verwendung der Tafel abgehalten. Alle Vorlesungen werden aufgezeichnet und sowohl die Präsentation sowie die Aufnahme werden kurz nach der Vorlesung zugänglich gemacht.

Literatur

Wird in der Vorlesung bekannt gegeben

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Das Modul wird mit einer schriftlichen Prüfung abgeschlossen. Die Prüfung dauert 80 - 120 Minuten. In der Prüfung demonstrieren die Teilnehmer ihre Fähigkeit, einen geeigneten rechnerbetonten Ansatz für die Lösung eines biologischen Problems auf dem Gebiet der Strukturvorhersage zu entwerfen und zu diskutieren. Zum Beispiel wählen sie, abhängig von der Art der Daten, die sie erhalten (1D, 2D, 3D), eine geeignete Methode, genauso wie sie, abhängig von der jeweiligen biologischen Frage, das geeignete Abstraktionsniveau der Daten auswählen können (1D, 2D, 3D). Sie demonstrieren ihr Verständnis der Konzepte durch die Wahl eines für die gestellte Aufgabe geeigneten Lösungsansatzes und sie können diesen bewerten, indem sie die zahlreichen Pros und Kontras der biologischen und technischen Aspekte alternativer Ansätze diskutieren. Sie können ihre Fähigkeit, ein verwertbares Werkzeug zu erstellen demonstrieren, indem sie einen Lösungsansatz bis auf das Niveau von Pseudo-Code umsetzen. Details werden zu Beginn des Moduls bekanntgeben.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.