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Bioinformatikstudium: Alle Infos

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Fünf Buchstaben, die die Welt veränderten: BLAST. Bioinformatiker verneigen sich noch heute vor Stephen Altschul, der gemeinsam mit seinen Forschungskollegen den Local Alignment Search Tool Algorithmus entwickelte. Das Programm ermöglicht es, experimentell ermittelte DNA- oder Protein-Sequenzen mit bereits in einer Datenbank vorhandenen Sequenzen zu vergleichen und hat die Forschung damit nachhaltig extrem beeinflusst. Mittlerweile spielt die Bioinformatik aber nicht nur in der Genetik, sondern auch in vielen anderen Bereichen der Industrie eine wichtige Rolle. Bioinformatiker bilden die Schnittstelle zwischen den Life Sciences (Biologie, Chemie und Pharmazie) und der Informatik, denn wenn anderen der Kopf vor lauter Daten raucht, blühen Bioinformatiker erst so richtig auf: Big Data und die Implementierung hoch komplizierter Algorithmen sind ihre Leidenschaft. Talent hin oder her: Fachwissen muss man sich erarbeiten. Im Studium werden dir dazu mathematische Grundkenntnisse, molekularbiologisches Fachwissen und Themen der Informatik, etwa der Umgang mit Java und Datenbanken, vermittelt. Für eine intensivere Auseinandersetzung mit Schwerpunkten der Molekularbiologie, Systembiologie oder Expressionsanalysen solltest du allerdings einen der passenden Masterstudiengänge dranhängen.


Klischee-Vorstellung vs. Realität

Was stimmt, was nicht

»Informatik ist mir zu schwer, ich studier' einfach Bioinformatik«

Okay, stopp. Wir müssen mal kurz etwas klarstellen: Wenn du dich mit dieser Einstellung in ein Bioinformatikstudium eingeschrieben hast, solltest du deine Entscheidung definitiv noch einmal überdenken. Die Bioinformatik ist ganz sicher nicht einfacher als die reine Informatik und sollte keine Notlösung für dich sein, weil dir das Informatikstudium zu schwer ist.

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»Bioinformatiker können später alles machen«

Tatsächlich ist es ein bisschen so, dass Bioinformatiker eierlegende Wollmilchsäue sind. Ihr könnt einfach alles. Nee, jetzt mal ernsthaft: Grundsätzlich ist es die Aufgabe der Bioinformatik, Problemstellungen aus der Biologie mit Hilfe der Informatik zu lösen. Du kannst aber auch im Bankwesen tätig werden, denn auch dort wird mit großen Datenmengen gearbeitet, die analysiert werden müssen. Trotzdem gibt es mit Sicherheit auch Jobs, in denen reine Informatiker besser aufgehoben sind. Aber auch hier gilt für alle Bioinformatiker: Give it a try – sky is the limit!

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»Bioinformatik ist halb Biologie und halb Informatik «

Nichts da. Die Bioinformatik beschäftigt sich größtenteils mit der Informatik, Biologie ist nur ein Teilgebiet der Bioinformatik und fungiert als Anwendungsfach. Als Bioinformatiker analysierst du beispielsweise die Daten, die von Biologen generiert und gesammelt wurden. Hier spielt das Stichwort „Big Data“ eine große Rolle, denn als Bioinformatiker ist es deine Aufgabe, Datenmengen zu analysieren, die zu groß oder zu komplex sind, um sie mit manuellen und klassischen Methoden der Datenverarbeitung auszuwerten.

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Spezialisierungen

Alle Schwerpunkte für dein Fach

Systembiologie
Aus welchem Gründen entsteht Krebs? Wie werden Gene reguliert? Welcher Organismus liefert uns den Treibstoff der Zukunft? Um diese Fragen beantworten zu können, reichen klassische biologische Methoden nicht mehr aus. Wer Antworten auf diese komplexen Fragen haben möchte, muss das biologische System in seiner ganzen Einheit begreifen. Der Wahlbereich Systembiologie bietet dafür die passende Herangehensweise, denn als junge Forschungsdisziplin der Lebenswissenschaften verknüpft sie modernste experimentelle Methoden mit Wissen und Technologien aus Mathematik, Informatik, Physik und Ingenieurwissenschaften. Im Wechselspiel zwischen Laborversuch und Computer-Modellierung können so mathematische Konzepte auf biologische Systeme angewendet werden.
Molekularbiologie
Nukleinsäuren, Gene, Proteine und die Zelle an sich: Die Molekularbiologie ist die Wissenschaft, die auf molekularer Ebene Prozesse in Organismen untersucht. Die Analyse von Stoffwechselvorgängen und Signalübertragung in Zellen, Genom- und Proteomanalysen sowie die Entwicklung von Zellen gehören in dieser Spezialisierung innerhalb der Bioinformatik zu deinen Hauptaufgaben. Dabei schlägst du immer den Bogen zur Realität und untersuchst beispielsweise anhand von Simulationen, ob speziell synthetisierte Proteine Erkrankungen lindern oder beseitigen können. Außerdem vertiefst du den Umgang mit den Standardgeräten eines molekularbiologischen Labors, von der Waage bis zur Mikropipette.
Neurobiologie
Auch wenn die Neurobiologie eher ein Randbereich der Bioinformatik ist, bietet sie doch einige wichtige und interessante Einsatzgebiete. Als Bioinformatiker kannst du hier sowohl methodisch-analysierend als auch modellierend arbeiten: Du analysierst Daten aus dem Nervensystem, verbesserst die Auswertungssoftware für Geräte der funktionellen Magnetresonanztomographie (kurz: fMRI) und entwickelst neue Methoden, mit denen sich Nervensignale auf verschiedenen Ebenen untersuchen lassen. Für diese Aufgaben brauchst du ein hohes Maß an mathematischem Verständnis und algorithmischen Fähigkeiten, die du dank deines Bioinformatikstudiums aber ohnehin ständig trainierst.

Wusstest du schon, dass...

…die japanische Einbeere Paris japonica das größte bekannte Genom, also Erbgut besitzt? Im Erbgut der Pflanze tummeln sich 150 Milliarden Basenpaare – das sind 50-mal so viele wie im menschlichen Genom. Im ausgerollten Zustand würde die DNA der Pflanze höher sein als Big Ben.

…die ersten Sequenzierungsmethoden bereits 1977 entstanden sind?

…Roboter heutzutage nicht nur nützlich, sondern auch unterhaltend sind? „Aquaroide“ sind Schildkröten, Fische und Quallen, die in japanischen Aquarien bei Lichteinwirkung losschwimmen und jedem Hindernis ausweichen können.

Theorie
- vs -
Praxis

Gewinner: Unentschieden

Das Verhältnis zwischen Theorie und Praxis ist im Bioinformatikstudium sehr ausgewogen. Obwohl du gerade in den ersten Fachsemestern erst einmal die wichtigsten theoretischen Grundkenntnisse lernen musst, wird jede Vorlesung zusätzlich von einer praktischen Übung begleitet. In regelmäßigen Abständen nimmst du an Programmierpraktika teil, in denen du dein geballtes Wissen aus der Theorie auch in der Praxis anwenden kannst. Im molekularbiologischen Laborpraktikum, das über ein gesamtes Semester oder als Block läuft, lernst du grundlegende Labortechniken und deren Anwendungsbereiche kennen. Du erprobst die Extraktion von DNA und RNA, lernst alles über die PCR sowie das Klonen von DNA in Plasmid-Vektoren und misst Enzymaktivitäten. In regelmäßigen Abständen werden außerdem Laborprotokolle verfasst, die das Gelernte festhalten.

Die meiste Zeit im Studium verbringst du mit…

  • …der Analyse biologischer Daten.
  • …der Implementierung neuer und bestehender Algorithmen.
  • …dem Erlernen von Tools und Prinzipien, um sie im richtigen Kontext anzuwenden.
  • …dem Vergleichen von DNA- und Proteinsequenzen.
  • …der Gestaltung von Programmier-Projekten.

Beispiele für Vorlesungen & Seminare

  • - Pflanzenphysiologie und Mikrobiologie
  • - Mathematik I: Analysis und Lineare Algebra
  • - Logik und diskrete Strukturen
  • - Methoden des Software-Engineering
  • - Molekularbiologie und Genetik

Mögliche Master-Studiengänge

Molekularbiologie/Bioinformatik - Angewandte Bioinformatik - Bioinformatik und Systembiologie - Computational Life Science
Willkommen an der Uni

Tipps für Erstis

1. Sei flexibel und kreativ:

Auf der einen Seite ist die Fähigkeit zum abstrakten, logischen und exakten Denken in der Bioinformatik unerlässlich. Auf der anderen Seite musst du aber auch mit widersprüchlichen und unvollständigen Daten arbeiten können. In der Bioinformatik ist es wichtig, dass du dich auf die jeweilige Situation einstellen kannst. Außerdem musst du die nötigen Tools und Prinzipien zur Hand haben, um ein bestehendes Problem zu lösen.

2. Bessere dein Englisch auf:

Die Bioinformatik ist eine junge, aufstrebende Disziplin. Ein Großteil der Lehrbücher sowie der Fachliteratur gibt es derzeit noch ausschließlich auf Englisch. Auch im späteren Berufsalltag wird die Kommunikation innerhalb deines Berufs sehr stark vom Englischen geprägt sein. Daher ist es unerlässlich, dass du einen sicheren Umgang mit dieser Fremdsprache entwickelst. Schau dir „The Big Bang Theory“ also ruhig auch mal im Originalton an!

3. Programmierkenntnisse auffrischen:

Vor allem während des Grundstudiums belegst du als Bioinformatiker fast die gleichen Fächer wie reine Informatiker. Es könnte also nicht schaden, vor Studienantritt deine Programmierkenntnissen (speziell Python oder Java) ein wenig aufzufrischen. Falls du dich zu Schulzeiten gegen ein informationstechnisches Fach entschieden hast, solltest du dich mit Gleichgesinnten zusammenschließen und Arbeitsgruppen zu Lernzwecken bilden. Damit schlägst du gleich zwei Fliegen mit einer Klappe: Du lernst Programmieren und neue Leute kennen.

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