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Lernen Sie neue Konzepte von Branchenexperten
Gewinnen Sie ein Grundverständnis bestimmter Themen oder Tools
Erwerben Sie berufsrelevante Kompetenzen durch praktische Projekte
Erwerben Sie ein Berufszertifikat zur Vorlage
In diesem Kurs gibt es 6 Module
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.
<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
Infos zu Modulinhalt anzeigen
4 Videos•Insgesamt 33 Minuten
(Sehen Sie sich unser verrücktes Kurseinführungsvideo an!)•4 Minuten
Warum kartieren wir Reads?•8 Minuten
Trie verwenden•10 Minuten
Von einem Trie zu einem Suffixbaum•12 Minuten
2 Lektüren•Insgesamt 10 Minuten
Kurs-Details•10 Minuten
Woche 1 FAQs (optional)•0 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 15 Minuten
Wie finden wir krankheitsverursachende Mutationen? (Woche 1)•15 Minuten
2 App-Elemente•Insgesamt 210 Minuten
Interaktiver Text für Woche 1•210 Minuten
Öffnen, um Ihren Fortschritt zu synchronisieren: Interaktiver Text für Woche 1•0 Minuten
Woche 2: Die Burrows-Wheeler-Transformation
Modul 2•4 Stunden abzuschließen
Moduldetails
<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
Infos zu Modulinhalt anzeigen
3 Videos•Insgesamt 21 Minuten
String-Kompression und die Burrows-Wheeler-Transformation•5 Minuten
Burrows-Wheeler umkehren•13 Minuten
Burrows-Wheeler für Mustervergleiche verwenden•2 Minuten
1 Lektüre
Woche 2 FAQs (optional)•0 Minuten
2 App-Elemente•Insgesamt 240 Minuten
Interaktiver Text für Woche 2•240 Minuten
Öffnen, um Ihren Fortschritt zu synchronisieren: Interaktiver Text für Woche 2•0 Minuten
Woche 3: Beschleunigung des Burrows-Wheeler Read Mapping
Modul 3•4 Stunden abzuschließen
Moduldetails
<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
Infos zu Modulinhalt anzeigen
4 Videos•Insgesamt 22 Minuten
Finden der übereinstimmenden Patterns•4 Minuten
Kontrollpunkte einrichten•9 Minuten
Ungenauer Abgleich•7 Minuten
Weitere Anwendungen von Read Mapping•3 Minuten
1 Lektüre
Woche 3 FAQs (fakultativ)•0 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 20 Minuten
Wie finden wir krankheitsverursachende Mutationen? (Wochen 2-3)•20 Minuten
2 App-Elemente•Insgesamt 180 Minuten
Interaktiver Text für Woche 3•180 Minuten
Öffnen, um Ihren Fortschritt zu synchronisieren: Interaktiver Text für Woche 3•0 Minuten
Woche 4: Einführung in versteckte Markov-Modelle
Modul 4•4 Stunden abzuschließen
Moduldetails
<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
Infos zu Modulinhalt anzeigen
5 Videos•Insgesamt 42 Minuten
HIV-Phänotypen klassifizieren•7 Minuten
Glücksspiel mit der Yakuza•13 Minuten
Vom betrügerischen Casino zum versteckten Markov-Modell•9 Minuten
Das Dekodierungsproblem•6 Minuten
Der Viterbi-Algorithmus•7 Minuten
2 App-Elemente•Insgesamt 180 Minuten
Interaktiver Text für Woche 4•180 Minuten
Öffnen, um Ihren Fortschritt zu synchronisieren: Interaktiver Text für Woche 4•0 Minuten
Woche 5: Profil-HMMs für Sequenzabgleich
Modul 5•4 Stunden abzuschließen
Moduldetails
<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
Infos zu Modulinhalt anzeigen
5 Videos•Insgesamt 37 Minuten
Profil-HMMs für Sequenzabgleich•9 Minuten
Klassifizierung von Proteinen mit Profil-HMMs•6 Minuten
Viterbi Lernen•5 Minuten
Problem der weichen Dekodierung•7 Minuten
Baum-Welch Lernen•10 Minuten
1 Lektüre
Woche 5 FAQs (optional)•0 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 30 Minuten
Warum haben Biologen immer noch keinen HIV-Impfstoff entwickelt? (Wochen 4-5)•30 Minuten
2 App-Elemente•Insgesamt 180 Minuten
Interaktiver Text für Woche 5•180 Minuten
Code-Herausforderungen für Woche 5•0 Minuten
Woche 6: Bioinformatik Anwendung Herausforderung
Modul 6•4 Stunden abzuschließen
Moduldetails
<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>
Die UC San Diego ist ein akademisches Kraftzentrum und ein Wirtschaftsmotor, der von U.S. News and World Report als eine der 10 besten öffentlichen Universitäten anerkannt wird. Innovation steht im Mittelpunkt unseres Handelns. Hier lernen die Studenten, dass Wissen nicht nur im Klassenzimmer erworben wird - das Leben ist ihr Labor.
Wann werde ich Zugang zu den Vorlesungen und Aufgaben haben?
Um Zugang zu den Kursmaterialien und Aufgaben zu erhalten und um ein Zertifikat zu erwerben, müssen Sie die Zertifikatserfahrung erwerben, wenn Sie sich für einen Kurs anmelden. Sie können stattdessen eine kostenlose Testversion ausprobieren oder finanzielle Unterstützung beantragen. Der Kurs kann stattdessen die Option "Vollständiger Kurs, kein Zertifikat" anbieten. Mit dieser Option können Sie alle Kursmaterialien einsehen, die erforderlichen Bewertungen abgeben und eine Abschlussnote erhalten. Dies bedeutet auch, dass Sie kein Zertifikat erwerben können.
Was bekomme ich, wenn ich mich für diese Specialization einschreibe?
Wenn Sie sich für den Kurs einschreiben, erhalten Sie Zugang zu allen Kursen der Spezialisierung, und Sie erhalten ein Zertifikat, wenn Sie die Arbeit abgeschlossen haben. Ihr elektronisches Zertifikat wird Ihrer Seite "Leistungen" hinzugefügt - von dort aus können Sie Ihr Zertifikat ausdrucken oder Ihrem LinkedIn-Profil hinzufügen.
Ist finanzielle Hilfe verfügbar?
Ja. Für ausgewählte Lernprogramme können Sie finanzielle Unterstützung oder ein Stipendium beantragen, wenn Sie die Einschreibegebühr nicht aufbringen können. Wenn für das von Ihnen gewählte Lernprogramm eine finanzielle Unterstützung oder ein Stipendium verfügbar ist, finden Sie auf der Beschreibungsseite einen Link zur Beantragung.
Finanzielle Unterstützung verfügbar, weitere Informationen
¹ Einige Aufgaben in diesem Kurs werden mit AI bewertet. Für diese Aufgaben werden Ihre Daten in Übereinstimmung mit Datenschutzhinweis von Courseraverwendet.