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Dieses Lehrbuch bildet eine Brücke von der Biologie zur Bioinformatik. Die Methoden für die Erstellung klassischer Stammbäume werden zunächst resümiert, bevor DNA- und Protein-Sequenzen als digitalisierbare Merkmale den Übergang zu den Prinzipien der Bioinformatik ermöglichen. Der Vergleich von Sequenzen in Alignments bildet die Grundlage für molekulare Homologien, ermöglicht die Sequenzsuche in Datenbanken und erlaubt die Ableitung von molekularen Phylogenien. Die wesentlichen Prinzipien für moderne Anwendungen der Bioinformatik, wie Methoden von Transcriptomics und die Vorhersage von Protein-Strukturen, finden sich im letzten Kapitel. Aufgaben und ihre Lösungen ermuntern zur Anwendung der BIOinformatik und motivieren zu eigenen Fragestellungen. (Verlagstext)

 

 

Aus dem Inhalt:

I Klassische Taxonomie und Molekulare Biologie / / 1 Fundament der Bioinformatik: Klassische Systematik und Phylogenie 3 / 1.1 Was sind Arten? 5 / 1.2 Klassische Systematik (Taxonomie) 7 / 1.3 Der „richtige" Stammbaum durch Parsimonie 27 / 1.4 Computerprogramme zur Ableitung von Stammbäumen 30 / 1.5 Ethnizität/„Rasse"/Diversität 31 / Zusammenfassung Kapitel 1 - Taxonomie und Phylogenetik 35 / Aufgaben Kapitel 1 37 / / 2 Fundament der BlOinformatik: DNA und Proteine 41 / 2.1 Nukleinsäuren 43 / 2.2 Aminosäuren und Proteine 51 / Zusammenfassung Kapitel 2 69 / Aufgaben Kapitel 2: DNA/RNA und Proteine 72 / / II Prinzipien der Bioinformatik / / 3 Information für die BlOinformatik 75 / 3.1 Der Unterschied von Information und ihrer Bedeutung 77 / 3.2 Informationsquellen biologischer Information: Datenbanken 82 / 3.3 Wichtige Datenbanken für Gene und Proteine 84 / 3.4 PubMed eine wichtige Quelle für biomedizinische Information 86 / 3.5 Suche von DNA-/RNA-Sequenzen 87 / 3.6 Suche von Proteinen 89 / Zusammenfassung Kapitel 3 - Information 91 / Aufgaben Kapitel 3 - Information 92 / / 4 Molekulare Homologie, die Basis der Bioinformatik 95 / 4.1 Voraussetzung für molekulare Homologie 97 / 4.2 Kriterien für Homologie von DNA- und Proteinsequenzen 101 / Zusammenfassung Kapitel 4 - Molekulare Homologie 105 / Aufgaben Kapitel 4 - Molekulare Homologie 106 / / 5 Alignment, das Werkzeug zur Untersuchung von molekularen Homologien 109 / 5.1 Paarweises Alignment 112 / 5.2 Substitutionsmatrizen 123 / 5.3 Durchführung paarweiser Alignments 140 / 5.4 Heuristische Sequenzsuche in Datenbanken 146 / 5.5 Multiples Alignment 152 / 5.6 Alignment von 3-D-Strukturen 158 / Zusammenfassung Kapitel 5 - Alignment 162 / Aufgaben für Kapitel 5 - Alignment 165 / / 6 Durchführung molekular-phylogenetischer Analysen 167 / 6.1 Molekulare Systematik: DNA-Barcoding 170 / 6.2 Molekulare Phylogenie: Sequenz ist nicht alles 173 / 6.3 Molekulare Uhr: timing ist alles 174 / 6.4 Ableitung von phylogenetischen Stammbäumen 176 / 6.5 Protein-oder Nukleotidsequenzen? 188 / 6.6 Schrittezur Ableitung einer molekularen Phylogenie 189 / 6.7 Genombasierte Phylogenien von Mikroorganismen 190 / 6.8 Ableitung molekularer Phylogenien von Viren 191 / Zusammenfassung Kapitel 6 - Molekulare Phylogenie 201 / Aufgaben Kapitel 6 - Molekulare Phylogenie 205 / / 7 Moderne Anwendungen der Bioinformatik 209 / 7.1 Transcriptomics - Serial Analysis of Gene Expression (SAGE) 211 / 7.2 Transcriptomics - gene array 213 / 7.3 Transcriptomics - DNA microarrays 216 / 7.4 Vorhersage von Genomstrukturen 223 / 7.5 Vorhersage der Sekundärstruktur von Proteinen 226 / 7.6 Vorhersage von Transmembranproteinen mit 233 / 7.7 Vorhersage von Transmembranproteinen mit ß-Faltblatt Strukturen 237 / 7.8 Vorhersage von Sekundärstrukturen von RNA 239 / Zusammenfassung Kapitel 7 -Moderne Methoden 240 / Aufgaben Kapitel 7 - Moderne Anwendungen 242 / / Serviceteil / Anhang 246 / Literatur 270 / Stichwortverzeichnis 275