Methoden der Bioinformatik: eine Einführung
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Berlin [u.a.]
Springer
2006
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Methoden der Bioinformatik -
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1 Schritt für Schritt zu den Konzepten
Die Autoren fuhien den Leser von den mathemar
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Ein besonderes Highlight ist die schrittweise
Implementierung wichtiger Algorithmen der
) Bioinformatik im Computeralgebra-Programm
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mformatischen Ebene zu verstehen , / [
Das Themenspeklrum reicht hier von biomforma-
tischen Alltagsfiagen bis in die Systembiologie
Der Inhalt ist spannend und leicht
lililí i, l-iliMÍ-
Inhaltsverzeichnis
1 Skizze des Fachs............................................... 1
1.1 Zum Begriff Bioinformatik.................................. 2
1.2 Ideengeschichte der Genomanalyse............................ 9
1.3 Einige biologische Grundbegriffe............................. 13
1.4 Kernfragen der Bioinformatik................................ 21
1.5 Einführung in das Computeralgebra-Programm
Quellen und weiterführende Literatur............................... 32
2 Statistische Analyse von DNA-Sequenzen......................... 35
2.1 Grundidee................................................. 35
2.2 Wahrscheinlichkeitsmodelle.................................. 36
2.3 Bedingte Wahrscheinlichkeiten............................... 43
2.4 Parameterschätzung ........................................ 49
2.5 Diskrete und stetige Verteilungen............................. 57
2.6 Nullhypothesen und Eigenschaften realer Sequenzen............. 72
2.7 Markov-Modelle........................................... 77
2.7.1 Formale Definition von Markov-Ketten.................. 77
2.7.2 Anwendungsbeispiel................................. 80
2.8 ffidden-Markov-Modelle.................................... 85
2.8.1 Parameter von Hidden-Markov-Modellen................ 85
2.8.2 Viterbi-Decodierung.................................. 90
Inhaltsverzeichnis
2.8.3 Posterior-Decodierung................................ 103
2.8.4 Fortgeschrittene Themen und allgemeine Bemerkungen zu
Markov-Modellen.................................... 113
2.9 Anwendung von Hidden-Markov-Modellen..................... 118
2.9.1 CpG-Inseln......................................... 118
2.9.2 Genidentifikation.................................... 127
2.9.3 Membranproteine.................................... 134
Quellen und weiterführende Literatur............................... 139
3 Praktische Bioinformatik....................................... 141
3.1 Grundlagen des Sequenzalignment............................ 141
3.1.1 Scoring-Modelleund Dotplot-Visualisierungen........... 141
3.1.2 Algorithmen für paarweises
3.1.3 Implementierungen und weitere Beispiele................ 159
3.2 Weitere Aspekte des Sequenzalignments....................... 173
3.2.1 Heuristische Methoden des Sequenzvergleichs............ 173
3.2.2 Multiples
3.2.3
3.3 Phylogeneüsche Analysen................................... 190
3.3.1 Grundidee phylogenetischer Analysen................... 190
3.3.2 Phylogenetische Bäume............................... 191
3.3.3 Der UPGMA-Algorithmus............................ 197
3.3.4 Der
3.3.5 Baumbewertung..................................... 208
3.3.6 Implementierung.................................... 210
3.4 Datenbanken und Annotation................................. 214
Quellen und weiterführende Literatur............................... 219
4 Informationstheorie und statistische Eigenschaften von Genomen ... 221
4.1 Grundlagen der Informationstheorie........................... 221
4.1.1 Entropie............................................ 222
Inhaltsverzeichnis
4.1.2 Transinfonnation.................................... 228
4.1.3 Allgemeine Markov-Prozesse und der DAR(p)-Algorithmus 231
4.2 Genomeigenschaften und Korrelationen in DNA-Sequenzen.......240
4.2.1 Globale statistische Eigenschaften eines Genoms.......... 240
4.2.2 Korrelationen in DNA-Sequenzen...................... 243
Quellen und weiterführende Literatur............................... 256
5 Neue Entwicklungen und angrenzende Themenfelder..............257
5.1 DNA-Sequenzen und fraktale Geometrie....................... 257
5.2 Netzwerke................................................ 283
5.3 Mathematische Modellierung und Systembiologie............... 315
Quellen und weiterführende Literatur............................... 329
Sachverzeichnis.................................................... 331
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