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Gene, Genome und Sequenzen auf der einen Seite, Algorithmen, Computer und Informatik auf der anderen - sie üben Faszination aus, halten aber viele Interessierte auf respektvolle Distanz. Die Schnittstelle der Bereiche ist mit dem modernen Begriff Bioinformatik belegt. In der Tat hat die Synthese von zwei unabhängigen Disziplinen selten so viele faszinierende neue Einsichten geliefert.
Eine spannende Teildisziplin der Bioinformatik ist die Molekulare Phylogenetik, deren Ziel die Rekonstruktion von Stammbäumen aus molekularen Daten ist: Computer, moderne Molekularbiologie und Kladistik haben
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Produktbeschreibung
Gene, Genome und Sequenzen auf der einen Seite, Algorithmen, Computer und Informatik auf der anderen - sie üben Faszination aus, halten aber viele Interessierte auf respektvolle Distanz. Die Schnittstelle der Bereiche ist mit dem modernen Begriff Bioinformatik belegt. In der Tat hat die Synthese von zwei unabhängigen Disziplinen selten so viele faszinierende neue Einsichten geliefert.

Eine spannende Teildisziplin der Bioinformatik ist die Molekulare Phylogenetik, deren Ziel die Rekonstruktion von Stammbäumen aus molekularen Daten ist: Computer, moderne Molekularbiologie und Kladistik haben der etwas angestaubten biologischen Systematik und Taxonomie eine ungeahnte Renaissance verschafft. Der Einstieg in beide Welten gleichzeitig - Molekularbiologie und Phylogenetik - war nicht unbedingt einfach. Hier schloss "Gene und Stammbäume" 2006 eine Lücke. Die zweite Auflage behält das bewährte Konzept bei, ist aber inhaltlich um zwei Kapitel erweitert, die den neuesten Trends unter anderem bei Bayesianischen Ansätzen Rechnung tragen.

Einführende Kapitel über Molekularbiologie, Evolution, Taxonomie und Kladistik ermöglichen je nach Wissenshintergrund einen leichten Zugang zur Molekularen Phylogenetik. Den besonders schnellen Einstieg erlaubt ein spezielles Kapitel über den Weg von der Sequenz zum Stammbaum ohne Umwege oder Details. Wer es genauer wissen will, bekommt detaillierte Einführungen in die wichtigen methodischen Ansätze: Parsimonie, Distanzverfahren, Maximum Likelihood und Bayesianische Verfahren. Speziellere Kapitel widmen sich neuen Methoden für stammbaumbasierte statistische Tests, Supertrees, Analysen von Substitutionsraten, molekularer Datierung und vielem mehr. Alles wird hands on anhand von nachvollziehbaren Beispielen mit der gängigen Software besprochen, die aus dem Internet bezogen werden kann.

Das Buch bietet so eine ideale Balance zwischen Theorie und Praxis. Es hat zahlreiche Illustrationen, bietet am Ende der Kapitel Hinweise zum Weiterlesen und schließt mit einem Glossar und einem umfangreichen Index.
  • Produktdetails
  • Verlag: Springer Spektrum
  • Artikelnr. des Verlages: 12138517
  • 2. Aufl.
  • Erscheinungstermin: 29. Oktober 2008
  • Deutsch
  • Abmessung: 254mm x 179mm x 25mm
  • Gewicht: 742g
  • ISBN-13: 9783827419835
  • ISBN-10: 3827419832
  • Artikelnr.: 23876644
Autorenporträt
Prof. Dr. Volker Knoop (geb. 1963) hat in Berlin Biochemie studiert und dort am Institut für Genbiologische Forschung und später an der Universität Ulm gearbeitet. Er ist seit 2002 Leiter der Abteilung Molekulare Evolution an der Universität Bonn und Gründungsdirektor des dortigen IZMB, des Instituts für zelluläre und molekulare Botanik.

Dr. Kai Müller (geb. 1975) ist wissenschaftlicher Assistent am Nees-Institut für Biodiversität der Pflanzen der Universität Bonn und leitet dort die Arbeitsgruppe "Systematik und Evolution". Zu seinen Forschungsschwerpunkten gehören Phylogenie und Systematik verschiedener Blütenpflanzengruppen, die Evolution von Chloroplasten-Genomen, sowie die Entwicklung bioinformatischer Methoden und Software.
Inhaltsangabe
1 Die Molekularen Grundlagen des Lebens; - 2 Evolution, Taxonomie und Phylogenetik; - 3 Datenbanken, Sequenzen, Alignments; -4 Ein schneller Weg zum Stammbaum; - 5 Parsimonieanalyse; - 6 Distanzverfahren; - 7 Maximum Likelihood; - 8 Bayesianische Statistik; - 9 Hypothesen testen, Modellauswahl, und Methodenvergleich; - 10 Substitutionsraten und Molekulare Uhren; - 11 Genfamilien, Supertrees, Netzwerke; - 12 Molekulare Phylogenetik aktuell: neue Erkenntnisse und offene Fragen

1 Die Molekularen Grundlagen des Lebens
1.1 Gene und Genome, Nukleotide und DNA
1.2 Der genetische Code
1.3 Die Proteinbiosynthese
1.4 Genome in Kern, Mitochondrien und Chloroplasten
1.5 Molekulare Besonderheiten
1.6 Aus der Werkzeugkiste der Molekulargenetik
1.7 Leseempfehlungen

2 Evolution, Taxonomie und Phylogenie
2.1 Evolution
2.2 Taxonomie
2.3 Phylogenetik
2.4 Molekulare Phylogenetik
2.5 Vom Alignment zum Stammbaum
2.6 Leseempfehlungen

3 Datenbanken, Molekulare Sequenzen, Programme
3.1 Die öffentlichen Datenbanken für molekulare Sequenzdaten
3.2 Suchstrategien in Datenbanken
3.3 Sequenzverwaltung und Alignments
3.4 Integrierte Programmpakete für die phylogenetische Analyse (MEGA, PAUP*, PHYLIP)
3.5 Speziellere Anwendungen in phylogenetischen Analysen
3.6 Graphische Baumdarstellungen
3.7 Anwendungen im WWW
3.8 Leseempfehlungen

4 Ein schneller Weg zum Stammbaum
4.1 Die wichtigen Software-Pakete im Vergleich
4.2 Leichter Einstieg mit MEGA
4.3 Arbeiten mit PAUP*
4.4 Leseempfehlungen

5 Parsimonieanalyse
5.1 Das Parsimonieprinzip
5.2 Gar nicht sparsam: Noch mehr über Parsimonie
5.3 Auf Baumsuche
5.4 Merkmalstypen: Dollo, Fitch und Wagner
5.5 Die Messung von Homoplasie
5.6 Size matters: Besondere Ansätze für Riesendatensätze
5.7 Erweiterte Kenntnisse in PAUP nachvollziehen
5.8 Leseempfehlungen

6 Distanzverfahren
6.1 Die Notwendigkeit von Korrekturannahmen
6.2 Die verschiedenen Typen von Substitutionen
6.3 Das Messen von genetischen Distanzen
6.4 Vergleich der Substitutionsmodelle
6.5 Bäume aus Distanzen I: Suchverfahren
6.6 Bäume aus Distanzen II: Clustering-Methoden
6.7 Geringe Distanz zur Praxis: Distanzen in PAUP
6.8 Leseempfehlungen

7 Maximum Likelihood
7.1 Wahrscheinlichkeit
7.2 Berechnung der Wahrscheinlichkeit für einen gegebenen Baum
7.3 Alte Bekannte: Substitutionsmodelle
7.4 Buchen sollst Du suchen: Welcher ist der wahrscheinlichste Baum?
7.5 ML und Batch Files in PAUP
7.6 Quartette, Puzzle, und Mensch-ärgere-dich-nicht
7.7 Leseempfehlungen

8 Bayesianische Statistik
8.1 Frisch ans Werk - die Verwendung von MrBayes
8.2 Bayesianische Statistik - wer's genauer wissen will
8.3 Leseempfehlungen

9 Evaluation von Stammbäumen und Vergleich der Methoden
9.1 Typische Probleme, Stärken und Schwächen der Methoden
9.2 Evaluation von Stammbäumen
9.3 Leseempfehlungen

10 Probleme, Grenzfälle und neuere Konzepte
10.1 Rates und Dates: Molekulare Uhren und Datierung
10.2 Relative Rate Tests
10.3 Genfamilien
10.4 Horizontaler Gentransfer
10.5 Konzertierte Evolution
10.6 Weitere methodische Ansätze
10.7 Leseempfehlungen

Literatur

Glossar

Index
Rezensionen
"Herrlich wie Knoop und Müller den trockenen Stoff der molekularen Phylogenetik in einfacher, unprätentiöser und humorvoller Rede pädagogisch aufbereitet haben: Viel besser kann man das nicht darstellen. (...) Ein bemerkenswertes, ein empfehlenswertes Buch." Laborjournal, Oktober 2010

"Das buch bietet so eine ideale Balance zwischen Theorie und Praxis. Es hat zahlreiche Illustrationen, bietet am Ende der Kapitel Hinweise zum Weiterlesen und schließt mit einem Glossar und einem umfangreichen Index." www.literatur-report.de, November 2008

"Der Einstieg in beide Welten gleichzeitig - Molekularbiologie und Phylogenetik - ist nicht unbedingt einfach. Hier will dieses Buch eine Lücke schließen. Die molekularen Datenbanken sind öffentlich und die notwendige Software fast immer kostenlos - man braucht nur PC, das Internet und dieses Buch. Lebensmittel & Biotechnologie

"V. Knoop und K. Müller haben ein hervorragendes Einsteigerhandbuch mit sehr viel Engagement und didaktischem Können produziert, das alle wichtigen Themen berücksichtigt und das man gerne lesen mag. Es gibt einen kompetenten Überblick über die molekulare Systematik und Phylogenetik. Gene und Stammbäume sollte man allen ans Herz legen, die sich mit dieser wichtigen und zukunftsweisenden Materie wissenschafltich beschäftigen wollen." Physik in unserer Zeit

"(...) ein richtiges Arbeitsbuch, das für Studierende und jene mit Nachholbedarf in kompakten Portionen alles Wichtige bereitstellt. Es kann daher allen Interessierten empfohlen werden." Chemiereport.at…mehr