Mathematische Modelle und Methoden zur Genexpressionsanalyse in der Bioinformatik

ISBN-13: 9783838672137 / Niemiecki / Miękka / 2003 / 92 str.

Frank Thierolf

Opis

Diplomarbeit aus dem Jahr 2003 im Fachbereich Mathematik - Angewandte Mathematik, Note: 1,0, Technische Universitat Darmstadt (Mathematik), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe: Einleitung: Wie in vielen anderen Bereichen der Informatik, spielt auch in der Bioinformatik die Mathematik eine sehr bedeutende Rolle. Sie stellt Grundlagen, Modelle und Algorithmen bereit, die eine Problemlosung, Analyse oder Simulation in Form von Programmen uberhaupt erst ermoglichen. Mit dieser Arbeit soll ein spezieller Teilbereich dieser mathematischen Grundlagen der Bioinformatik naher beleuchtet werden, namlich mathematische Modelle und Methoden, die gegenwartig bei der Analyse der Genexpression zum Einsatz kommen. Es entspricht hierbei nicht der Zielsetzung, die komplexen biologischen Vorgange detailliert zu erlautern. Vielmehr sollen nur die fur das Verstandnis der mathematischen Aufgabenstellungen erforderlichen biologischen Grundlagen in ihren Grundzugen dargestellt werden. Diese Arbeit soll es dem Leser ermoglichen, auch ohne fundierte biologische Vorkenntnisse einen Eindruck davon zu gewinnen, was die moderne Mathematik im Bereich der Genexpressionsanalyse als Schnittstelle von Molekularbiologie und Informatik zu leisten im Stande ist. Gang der Untersuchung: Das Kapitel Biologische Grundlagen fuhrt hierzu einige Grundbegriffe aus dem Bereich der Genetik - wie DNA, Proteine oder Genexpression - ein, deren Kenntnis fur das Verstandnis dieser Arbeit erforderlich sein wird. Ferner wird dargestellt, wie Versuchsergebnisse durch den Einsatz neuer Techniken wie DNA-Mikroarrays quantifizierbar und damit fur mathematische Ansatze zuganglich gemacht werden. Daran schliesst sich eine Betrachtung Boolescher Netzwerke als Modelle der Genregulation an. Nach Einfuhrung einiger Grundlagen stehen unterschiedliche Algorithmen zur Netzwerkidentifikation im Zentrum der Betrachtung; so auch der Reverse-Engineering-Algorithmus (REVEAL) von Fuhrman, Liang und Somogyi. Im Kapitel Clustering-Meth