Konzept der Natur

Konzept der Natur
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die Natur ist konservativ: keine neue Biologie
für jede Lebensform
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ein bewährtes Allgemeinkonzept wird
umgewandelt, angepaßt und weiterentwickelt
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keine neue Funktionalität aus einem neuen
Gen, sondern modifizierte Funktionalität eines
alten Gens
Begriffe
•
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•
identity
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Verhältnis Anzahl identischer Aminosäuren zur Gesamtzahl der
Aminosäuren
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Maß der Gleichheit ist nicht modellbehaftet
similarity
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Ähnlichkeit in der Aminosäuren-Abfolge
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Maß der Ähnlichkeit ist modellbehaftet
homology
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Sequenzen haben eine gemeinsame Vorläufersequenz
•
Maß der Homologie ist modellbehaftet (biologisches Modell)
•
“bewertete Änlichkeit”
Homologie
Organismus X
GenA
GenA
GenD
GenD
GenB
GenC
GenE
GenF
Organismus Y
GenB
GenC
Paralog: ungleiche Funktion aber im gleichen Organismus
Bsp.: 2 Kinasen in verschiedenen Signaltransduktionswegen
GenB
GenE
Ortholog: gleiche Funktion, aber in unterschiedlichen Organismen
Bsp.: Kinasen eines Signaltransduktionsweges
Alignment
Ausrichten zweier oder mehrerer Sequenzen um:
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ihre Ähnlichkeiten quantitativ zu erfassen
•
einzelne Bausteine zuzuordnen
•
Gesetzmässigkeiten der Konservierung und Variabilität
zu beobachten
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Rückschlüsse auf entwicklungsgeschichtliche
Verwandschaftsverhältnisse zu ziehen
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Struktur und Funktion zuordnen zu können
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Datenbanksuchen
Alignment
Prinzip
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willkürliche Anordnung zweier Sequenzen zueinander
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Anordnung wird gemäß eines festgelegten
Qualitätskriteriums bewertet
•
Sequenzen werden viele Male relativ zueinander bewegt
und die Qualität jedesmal bewertet
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Anordnung mit bester Qualität wird ausgegeben
Prinzip
gap = Insertion oder Deletion
heuristische Alignments
BLAST
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Basic Local Alignment Search Tool
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von Altschul*
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Findet das am besten bewertete lokale Alignment einer Testsequenz
mit allen Sequenzen einer Datenbank
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Sehr schneller Algorithmus; 50 mal schneller als dynamische
Programmierung
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Kann verwendet werden um sehr grosse Datenbanken zu
durchsuchen, da BLAST eine vor-indizierte Datenbank benutzt
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Ist robust – man kann üblicherweise die Default-Parameter verwenden
•
Ist ausreichend sensititv und selektiv für die meisten Zwecke
*Altschul, S.F., Madden, TL, Schaffer, AA, Zhang, J, Zhang, Z, Miller, W & Lipman, DJ. (1997)
Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucl. Acids Res., 25(17):3389-3402