Dieser Kurs ist Teil der Spezialisierung Spezialisierung Bioinformatik

Pavel Pevzner +1 weiterer Dozent

von

Spezialisierung BioinformatikUniversity of California San Diego

Über diesen Kurs

7,604 kürzliche Aufrufe

In previous courses in the Specialization, we have discussed how to sequence and compare genomes. This course will cover advanced topics in finding mutations lurking within DNA and proteins.
In the first half of the course, we would like to ask how an individual's genome differs from the "reference genome" of the species. Our goal is to take small fragments of DNA from the individual and "map" them to the reference genome.  We will see that the combinatorial pattern matching algorithms solving this problem are elegant and extremely efficient, requiring a surprisingly small amount of runtime and memory.

In the second half of the course, we will learn how to identify the function of a protein even if it has been bombarded by so many mutations compared to similar proteins with known functions that it has become barely recognizable.  This is the case, for example, in HIV studies, since the virus often mutates so quickly that researchers can struggle to study it.  The approach we will use is based on a powerful machine learning tool called a hidden Markov model.

Finally, you will learn how to apply popular bioinformatics software tools applying hidden Markov models to compare a protein against a related family of proteins.

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Kurs 6 von 7 in

Spezialisierung Bioinformatik

Flexible Fristen

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Stufe „Anfänger“

Ca. 24 Stunden zum Abschließen

Englisch

Untertitel: Französisch, Portugiesisch (Brasilien), Russisch, Englisch, Spanisch

Dozenten

Pavel Pevzner

Professor

Department of Computer Science and Engineering

495,975 Kursteilnehmer

11 Kurse

Phillip Compeau

Visiting Researcher

Department of Computer Science & Engineering

159,099 Kursteilnehmer

8 Kurse

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Englisch

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von

University of California San Diego

UC San Diego is an academic powerhouse and economic engine, recognized as one of the top 10 public universities by U.S. News and World Report. Innovation is central to who we are and what we do. Here, students learn that knowledge isn't just acquired in the classroom—life is their laboratory.

Lehrplan - Was Sie in diesem Kurs lernen werden

Woche

Woche 1

4 Stunden zum Abschließen

Week 1: Introduction to Read Mapping

Welcome to our class! We are glad that you decided to join us.In this class, we will consider the following two central biological questions (the computational approaches needed to solve them are shown in parentheses):<ol><li>How Do We Locate Disease-Causing Mutations? (Combinatorial Pattern Matching)</li><li>Why Have Biologists Still Not Developed an HIV Vaccine? (Hidden Markov Models)</li></ol>As in previous courses, each of these two chapters is accompanied by a Bioinformatics Cartoon created by talented artist Randall Christopher and serving as a chapter header in the Specialization's bestselling <a href="http://bioinformaticsalgorithms.com" target="_blank">print companion</a>. You can find the first chapter's cartoon at the bottom of this message. <img src="https://stepic.org/media/attachments/lessons/292/chapter7_cropped.jpg" title="Image: https://stepic.org/media/attachments/lessons/292/chapter7_cropped.jpg" width="528">

4 Stunden zum Abschließen

4 Videos (Gesamt 33 min), 2 Lektüren, 3 Quiz

4 Videos

(Check Out Our Wacky Course Intro Video!)3m

Why Do We Map Reads? 7m

Using the Trie 10m

From a Trie to a Suffix Tree 11m

2 Lektüren

Course Details10m

Week 1 FAQs (Optional)

1 praktische Übung

How Do We Find Disease-Causing Mutations? (Week 1)15m

Woche

Woche 2

4 Stunden zum Abschließen

Week 2: The Burrows-Wheeler Transform

Welcome to week 2 of the class!

4 Stunden zum Abschließen

3 Videos (Gesamt 21 min), 1 Lektüre, 2 Quiz

3 Videos

String Compression and the Burrows-Wheeler Transform 5m

Inverting Burrows-Wheeler 13m

Using Burrows-Wheeler for Pattern Matching 2m

1 Lektüre

Week 2 FAQs (Optional)

Woche

Woche 3

4 Stunden zum Abschließen

Week 3: Speeding Up Burrows-Wheeler Read Mapping

Welcome to week 3 of class!

4 Stunden zum Abschließen

4 Videos (Gesamt 22 min), 1 Lektüre, 3 Quiz

4 Videos

Finding the Matched Patterns 4m

Setting Up Checkpoints 8m

Inexact Matching 6m

Further Applications of Read Mapping 2m

1 Lektüre

Week 3 FAQs (Optional)

1 praktische Übung

How Do We Find Disease-Causing Mutations? (Weeks 2-3)20m

Woche

Woche 4

4 Stunden zum Abschließen

Week 4: Introduction to Hidden Markov Models

Welcome to week 4 of class!

This week, we will start examining the case of aligning sequences with many mutations -- such as related genes from different HIV strains -- and see that our problem formulation for sequence alignment is not adequate for highly diverged sequences. To improve our algorithms, we will introduce a machine-learning paradigm called a hidden Markov model and see how dynamic programming helps us answer questions about these models.

4 Stunden zum Abschließen

5 Videos (Gesamt 42 min)

5 Videos

Classifying HIV Phenotypes 6m

Gambling with Yakuza 12m

From a Crooked Casino to a Hidden Markov Model 9m

The Decoding Problem 5m

The Viterbi Algorithm 7m

Über den Spezialisierung Bioinformatik

Join Us in a Top 50 MOOC of All Time!

How do we sequence and compare genomes? How do we identify the genetic basis for disease? How do we construct an evolutionary Tree of Life for all species on Earth? When you complete this Specialization, you will learn how to answer many questions in modern biology that have become inseparable from the computational approaches used to solve them. You will also obtain a toolkit of existing software resources built on these computational approaches and that are used by thousands of biologists every day in one of the fastest growing fields in science. Although this Specialization centers on computational topics, you do not need to know how to program in order to complete it. If you are interested in programming, we feature an "Honors Track" (called "hacker track" in previous runs of the course). The Honors Track allows you to implement the bioinformatics algorithms that you will encounter along the way in dozens of automatically graded coding challenges. By completing the Honors Track, you will be a bioinformatics software professional! Learn more about the Bioinformatics Specialization (including why we are wearing these crazy outfits) by watching our introductory video. You can purchase the Specialization's print companion, Bioinformatics Algorithms: An Active Learning Approach, from the textbook website. Our first course, "Finding Hidden Messages in DNA", was named a top-50 MOOC of all time by Class Central!

Häufig gestellte Fragen

Wann erhalte ich Zugang zu den Vorträgen und Aufgaben?
Der Zugang zu Vorlesungen und Aufgaben hängt von der Art Ihrer Anmeldung ab. Wenn Sie einen Kurs im Gastmodus belegen, können Sie die meisten Kursmaterialien kostenlos einsehen. Um auf benotete Aufgaben zuzugreifen und ein Zertifikat zu erhalten, müssen Sie während oder nach Ihrer Gastphase das Zertifikat erwerben. Wenn Sie die Gastoption nicht sehen:
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Is financial aid available?
Ja, Coursera bietet für Kursteilnehmer, die sich die Kursgebühr nicht leisten können, finanzielle Unterstützung an. Bewerben Sie sich dafür, indem Sie auf den Link für finanzielle Unterstützung links unter der Schaltfläche „Anmelden“ klicken. Sie werden zum Ausfüllen eines Antrags aufgefordert und werden bei Genehmigung benachrichtigt. Diesen Schritt müssen Sie für jeden Kurs der Spezialisierung ausführen, auch für das Abschlussprojekt. Mehr erfahren
Erhalte ich akademische Leistungspunkte für den Abschluss des Kurses?
Für diesen Kurs gibt es keine akademischen Leistungspunkte, doch Hochschulen können nach eigenem Ermessen Leistungspunkte für Kurszertifikate vergeben. Wenden Sie sich an Ihre Einrichtung, um mehr zu erfahren. Online-Abschlüsse und Mastertrack™-Zertifikate auf Coursera bieten die Möglichkeit, akademische Leistungspunkte zu erwerben.

Haben Sie weitere Fragen? Besuchen Sie das Hilfe-Center für Teiln..

Finding Mutations in DNA and Proteins (Bioinformatics VI)