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Biologie (Subject) / Molekulare Biologie - Bioinformatik: Wie Zellen das Genom lesen (Lesson)

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• Erklären sie den Blast-Algorithmus. Beschreiben Sie auch seinen Nutzen für die Biologie! -          Biologischer Nutzen: 1.      Blast erlaubt festzustellen, was alles in einem Genom eines Organismus vorhanden ist, z.B. Gene, repetitive Sequenzen, Spacer 2.      Man kann einer unbekannten Sequenz eine Funktion zuordnen 3.      Mehrere unbekannte Genome in ihrer Sequenz vergleichen   -          Blast Algorithmus: --> Two-Hit-Methode 1.       Indexsuche zum Auffinden von einzelnen Hits; man teilt Suchsequenz in Indexeinträge mit Wortlänge w; Wortlänge w wichtig! --> darf nicht zu lang und nicht zu kurz sein Innerhalb von Indexsuche wurden die „Wörter“ zueinander verschoben, bis Hit gefunden wird 2.       Suche nach 2. Hit in direkter Nachbarschaft des ersten Hit (Abstand von Hits maximal Fensterlänge A) 3.       Ausdehnung der Hits; wenn zweiter Hit vorhanden, werden beide Hits so lange bidirektional ausgedehnt bis sich der Score nicht mehr erhöhen lässt --> wenn Hits einen Score haben der über dem Schwellenwert S liegt, werden sie als HSPs (high scoring pairs) bezeichnet --> Suchsequenz stimmt mit Datenbanksequenz überein
• Wie kann ich eine schnelle Sequenz-zu-Sequenz-Analyse durchführen? -          BLAST (Basic Local Alignment Search Tool)
• Wie stelle ich fest, wie eine RNA aussieht? -          1. Sequenz 2. Sekundärstruktur 3. Energie --> drei Komponenten werden durch RNA Analyzer angegeben!!! (zeigt auch, welches regulatorische Element es ist, falls es eines ist)
• Wie kann ich regulatorische Elemente in einem RNA-Molekül identifizieren? -          Rfam: Datenbank, die Überblick über alle RNA-Familien liefert RNAanalyzer: Sequenz, Struktur und Energie analysieren --> Software Tools für die Analyse von RNA-Molekülen RNAfold: um RNA falten zu lassen --> Software Tools für die Analyse von RNA-Molekülen nutzen
• Wie kann man die Funktion einer Proteinsequenz, die noch keine Funktion aus Experimenten zugeordnet bekommen hat, mit drei verschiedenen Softwares oder Datenbanken untersuchen? Machen Sie dabei Unterschiede zwischen den Programmen deutlich! -          SMART: von der Sequenz des Proteins auf die Domänen des Proteins schließen -->                  jede Domäne hat eine bestimmte Funktion PDB: bei weitem nicht alle Proteine in der Datenbank vorhanden, liefert aber sehr           genaue Informationen; liefert 3D-Koordinaten für Protein SCOP: Klassifikation der gefalteten Proteine nach Sekundärstrukturen (α-Helices, β -              Faltblätter), z.B. wenn α,β,α,β,α,β…. --> Enzym   BLAST: man bekommt zwar aus der Sequenz die Funktion heraus, ABER: es kann sein,                dass lokale Alignments nur bei katalytischen Domänen auftauchen; ignoriert              andere Domänen

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