| Titel |
Computational Molecular Evolution
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| Title |
Computational Molecular Evolution |
| Schwerpunkt/Focus |
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| Sprache/Language |
englisch
deutsch |
| VV-Nr./Course No. |
132076 |
| Modulverantwortlich/Responsible |
Prof. Dr. E. Bornberg-Bauer; Prof. Dr. K. Müller; |
| Vertreter/Co-responsible |
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| Anbieter/Teachers |
Prof. Dr. E. Bornberg-Bauer; Prof. Dr. K. Müller; Dr. P. Czuppon; Dr. C. Kemena, Dr. P. Czuppon; Dr. C. Kemena; Dr. M. Wolf, Dr. L. Schrader |
| Typ/Type |
Vorlesung, Seminar, Praktikum (lectures, seminar, practicals) |
| SWS/Semerster periods per week |
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| Arbeitslast(h)/Work load |
300 h |
| KP/Credit points |
10 KP |
| Zuordnung/Classification |
Vertiefungs-Modul |
| Semester/Semester |
WiSe |
| Studierende/Students |
BSc Biowissenschaften |
| Corona-Informationen/Corona-Information |
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| Zeit/Date |
Block II: 12.01.2026 -27.02.2026 |
| Ort/Location |
nach Ankündigung |
| Beginn/Start |
12.01.2026 |
| Vorbesprechung/Obligatory pre-meeting |
nach Ankündigung, Vorabinformationen per E-Mail an die angemeldeten Studierenden |
| Voraussetzung/Prerequisite |
keine |
| Anmeldung/Registration |
Online-Anmeldung |
| Leistungskontrollen/Performance assessments |
Nach Absprache: Referate und Protokoll oder Klausur |
| Termine f. Leistungskontrollen/Date for performance assessments |
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| max. NP/Max. grade points |
200 NP |
| Ziele/Aims |
Kenntnisse über grundlegende Modelle der molekularen Evolution und der Methoden der molekularen Phylogenetik
Kenntnisse zur Methodik der molekularen Evolutionsforschung, Populationsgenetik, Genomik sowie angewandtes bioinformatisches Arbeiten. Verarbeitung großer Datenmengen und Auswertung genomischer Daten mit Fokus auf Evolution.
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Knowledge of the methods of molecular evolutionary genomics as well as applied bioinformatics. Handling of large-scaled data, evaluation of genomic data with special focus on evolution. |
| Inhalte/Content |
Modelle der molekularen Evolution (Substitutionsmodelle)
Phylogenetische Rekonstruktionsmethoden (tree estimation)
Weiterführende Themen wie bspw. molekulare Uhr, neutrale und adaptive Proteinevolution
Dieser Kurs bietet eine umfassende Einführung in die wichtigsten Methoden der heutigen, genom-basierten Evolutions- und Populationsforschung. Dabei wird den Studierenden beigebracht, große molekulare Datensätze auszuwerten, welche von den Studierenden zunächst selbst in einem eigenen Projekt aus öffentlichen Datenbanken zusammengestellt werden. Während der Auswertung dieser Daten, werden die theoretischen Hintergründe molekularer Evolution, Genom-Assemblierung und Annotation besprochen sowie die theoretischen Hintergründe der heutigen Phylogenetik mittels Likelihood- und Bayesianischen Methoden als auch der heutigen Populationsgenetik mittels Clustering-, Diversitätstests und demographischer Simulationen. Durch das praktische Arbeiten erlangen die Studierenden Kenntnissen in den Computersprachen Unix/Bash und Python sowie Erfahrungen mit modernen Applikationen innerhalb der Phylogenetik und Populationsgenetik. Zuletzt wird praxisnahes wissenschaftliches Arbeiten wie etwa Literaturrecherchen, gezieltes Suchen in Datenbanken und das Halten eines Projekt-Vortrages nähergebracht.
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The course gives an extensive introduction into the main methods used in modern genomics, evolutionary genetics, and population genetics. By working on a self-compiled genomic dataset, students will learn how to handle large amounts of molecular data. Doing so, a theoretical background into molecular evolution, genome assembly and annotation as well as phylogenetics and populations genetics will be provided. This includes the theory behind today's phylogenetics using maximum likelihood and Bayesian approaches as well as the theory behind population genetics using clustering, diversity assessment, and demographic modelling approaches. The practical part will provide experience with coding languages like Unix/Bash and Python as well as with modern applications within phylogenetics and population genetics. Eventually, students will be introduced into daily scientific work like literature research, data mining and oral presentations. |
| Methoden/Methods |
Einführung in die Verwendung diverser phylogenetischer Computerprogramme und den zugrundeliegenden Konzepten.
Einführung in die evolutionäre Bioinformatik. Lernen von Computersprachen und schreiben eigener Skripte zur Bearbeitung und Auswertung genomischer Daten. Rekonstruktion von Verwandtschaftsverhältnissen mittels phylogenetischer Stammbäume und Auswertung populationsgenetischer Daten zur Ermittlung von Populationsstrukturen, genetischer Diversität und der Demographischen Vergangenheit.
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Introduction into evolutionary bioinformatics. Learn coding languages to process and analyze genomic data. Reconstruction of species relationships using phylogenetic trees and evaluation of population genetic data to investigate potential population structures, genetic diversity, and the demographic past. |
| Berufsrelevante und interdisziplinäre Komponenten/Occupational and interdisciplinary skills |
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| Voraussetzung für/Prerequisite for |
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| Präsenzpflicht/Compulsory presence |
Ja, Yes |
| Plätze/Number of participants |
16 |
| Gruppengröße/Group size |
optional |
| Materialien/Materials |
Alle Materialen werden Studierenden im LearnWeb der Universität kostenfrei zur Verfügung gestellt. |
| Literatur/Literature |
Die Literatur für dieses Modul wird in der Vorbesprechung bzw. zu Modulbeginn individuell mit den Studierenden abgesprochen.
- Knoop, Müller: Gene und Stammbäume, 2. Auflage, 2009, ISBN: 978-3-8274-1983-5 (Print) 978-3-8274-2230-9 (Online) - Nei, Kumar: Molecular evolution and phylogenetics, 2000, ISBN: 978-0-19-513585-5
- Felsenstein: Inferring phylogenies, 2004, ISBN: 978-0878931774 - Yang: Computational Molecular Evolution, 2006, ISBN: 978-0-19-856702-8
- Arens: Mathematik, 2. Auflage, 2012, ISBN: 978-3-8274-2347-4
- Böckenhauer, Bongartz: Algorithmische Grundlagen der Bioinformatik, 2003, ISBN 978-3-322-80043-5 - Merkl, Waak: Bioinformatik interaktiv, 2. Auflage, 2009, ISBN 978-3-527-32594-8
- Mount: Bioinformatics - Sequence and Genome Analysis, 2. ed., 2004, ISBN: 978-0879697-12-9
- Frankham R, Ballou JD, Briscoe DA, McInnes K. H. 2010. Introduction to Conservation Genetics: Cambridge University Press. Online ISBN: 9780511808999; DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511808999 |
| Links |
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| Sonstiges/Further information |
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= Modul gehört zum SPP Imoplant / Module is part of the SSP Imoplant
= Modul gehört zum SPP Evolution /Module is part of the SSP Evolution
= Modul gehört zum SPP Bioanalytics and Biochemistry /Module is part of the SSP Bioanalytics and Biochemistry
= Modul gehört zum SPP Neuroscience and Behaviour /Module is part of the SSP Neuroscience and Behaviour
= Modul gehört zum SPP Quantitative Cell Biology /Module is part of the SSP Quantitative Cell Biology