Overview

Mit Hilfe der Bioinformatik können ermittelte DNA-, RNA- oder Aminosäuresequenzen hinsichtlich Struktur und Funktion schnell eingeschätzt werden; das spart Kosten und Zeit bei weiterführenden Experimenten im Labor. Das vorliegende Buch gliedert sich in einen RNA- und einen Protein-Teil. Je ein Kapitel führt das biologische Thema der Strukturvorhersage inklusive biophysikalischer Grundlagen der Vorhersagemethoden ein. Folgekapitel gehen auf die informationstechnischen Methoden mit einem möglichst kurzen Beispiel ein, stellen den meist komplizierteren Algorithmus zur Lösung des biologischen Problems vor und diskutieren zum Abschluss mindestens eine Implementation und damit erzielbare Ergebnisse anhand eines biologischen Beispiels. Das Buch ist gleichermassen für Biologen und Informatiker relevant, da es sowohl einen Überblick über die aktuellen Möglichkeiten der Strukturvorhersage gibt als auch den Einsatz von unterschiedlichsten informationstechnischen Methoden in der Biologie demonstriert.

Full Product Details

Author:   Gerhard Steger
Publisher:   Birkhauser Verlag AG
Imprint:   Birkhauser Verlag AG
Edition:   2003 ed.
Dimensions:   Width: 17.00cm , Height: 1.70cm , Length: 24.40cm
Weight:   0.722kg
ISBN:  

9783764369514

ISBN 10:   3764369515
Pages:   302
Publication Date:   01 April 2003
Audience:   Professional and scholarly ,  Professional & Vocational
Format:   Paperback
Publisher's Status:   Active
Availability:   In Print  
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Language:   German

Table of Contents

Strukturvorhersage von Nukleinsauren.- 1. Struktur und Funktion von RNA.- 1.1 RNA-Struktur.- 1.2 Thermodynamik der RNA-Faltung.- 1.3 Kinetik der RNA-Faltung.- 1.4 RNA-Struktur-Bestimmung.- 1.5 RNA-Funktionen.- 2. Kooperative Gleichgewichte in doppelstrangigen Nukleinsauren.- 2.1 Einfaches chemisches Gleichgewicht zwischen Isomeren.- 2.2 Protonierungsgleichgewicht.- 2.3 Modell fur Denaturierung von doppelstrangiger Nukleinsaure.- 3. Graphen und Alignments.- 3.1 Globales paarweises Alignment.- 3.2 Varianten des paarweisen Alignments.- 3.3 Kosten fur Lucken.- 3.4 Multiple Alignments.- 4. RNA-Sekundarstruktur-Vorhersage per Graphentheorie.- 4.1 Definition von Sekundar- und Tertiarstruktur.- 4.2 Tinoco-Plot.- 4.3 Zahl moeglicher Strukturen.- 4.4 Struktur mit maximaler Zahl Basenpaare.- 4.5 Strukturen mit submaximaler Zahl Basenpaare.- 4.6 Energie-Werte fur RNA-Sekundarstrukturen.- 4.7 Thermodynamisch optimale Sekundarstrukturen.- 4.8 Bestimmung von Strukturverteilungen.- 4.9 Qualitat der Vorhersage von Strukturen und Strukturverteilungen.- 4.10 Tertiarstrukturvorhersage.- 4.11 Simultane Optimierung von Struktur und Alignment.- 5. RNA-Sekundarstruktur-Vorhersage per Informationstheorie.- 5.1 Kommunikationstheorie.- 5.2 Sequence Logos : Darstellung der Information in Alignments.- 5.3 Expected mutual information rate oder rate of information transmission .- 5.4 Maximal gewichtete Zuordnungen.- 5.5 Optimierung der Konsensus-Struktur.- 5.6 Construct.- 6. RNA-Sekundarstruktur-Vorhersage mit Genetischen Algorithmen.- 6.1 Prinzip eines Genetischen Algorithmus.- 6.2 Beispiel fur Genetischen Algorithmus.- 6.3 Vorhersage von RNA-Sekundarstruktur.- 6.4 Vorhersage des Faltungswegs von RNA-Sekundarstruktur.- 6.5 Programmierter Zelltod durch hok/sok des Plasmids R1.- 7. RNA-Sekundarstrukturfaitung.- 7.1 Toleranzschwellen-Algorithmus.- 7.2 Sintflut-Algorithmus.- 7.3 Kinetische Parameter fur Strukturbildung.- 7.4 RNA-Faltung durch Loesung der master equation .- 7.5 Vorhersage von RNA-Faltung.- Strukturvorhersage von Proteinen.- 8. Protein-Struktur.- 8.1 Aminosauren als Bausteine.- 8.2 Die Polypeptidkette.- 8.3 Die Peptidbindung.- 8.4 Ramachandran-Plot.- 8.5 Sekundarstrukturen.- 8.6 Supersekundarstrukturen.- 8.7 Tertiarstrukturen.- 8.8 Folds und Superfolds, Familien und Superfamilien.- 8.9 Quartarstrukturen.- 9. Energetik von Protein-Strukturen.- 9.1 Nicht-kovalente Wechselwirkungen, die die Proteinstruktur bestimmen.- 9.2 Salzbrucken.- 9.3 Molekulare Packung.- 10. Protein-Sekundarstruktur-Vorhersage.- 10.1 Sekundarstruktur nach Chou & Fasman (1978).- 10.2 Sekundarstruktur nach Garnier et al. (1978).- 10.3 Hydropathie und Amphiphilie von ?-Helices.- 10.4 Antigenitatsindex nach Jameson & Wolf (1988).- 11. Qualitat von Vorhersagen.- 11.1 Eine binare Aussage oder eine Aussage mit Wertebereich.- 11.2 Aussagen mit mehr als zwei Klassen.- 11.3 Objektive Prufung von Vorhersagen.- 12. Vorhersage von Transmembran-Helices per Hidden-Markov-Modell.- 12.1 Markov-Ketten.- 12.2 Hidden-Markov-Modell.- 12.3 Hidden-Markov-Modelle zur Sequenz-Analyse.- 12.4 Transmembran-Helices per Hidden-Markov-Modell (TMHMM).- 12.5 Qualitat von Programmen zur Vorhersage von Transmembranregionen.- 13. Protein-Sekundarstruktur-Vorhersage per Neuronalem Netz.- 13.1 Neuronale Netze.- 13.2 PHD - Strukturvorhersage unter Verwendung evolutionarer Information.- 13.3 Ausgabebeispiel von PHD.- 13.4 Vorhersage von Signalpeptiden und Signalankern.- 14. Proteinfaltung mit ab-initio-Methoden.- 14.1 Elemente der ab-initio-Methoden.- 14.2 Stand der Forschung in MD-Simulationen.- 15. Inverse Proteinfaltung - Threading .- 15.1 3D-1D-Profile fur Threading.- 15.2 Verbesserungen des Algorithmus.- 15.3 Strukturvorhersage mit GenThreader.- 16. Proteinfaltung per Homologie-Modellierung.- 16.1 Identifizierung von verwandten Proteinen mit bekannter 3D-Struktur.- 16.2 Alignment der Target-Sequenz mit dem Template.- 16.3 Loop-Modellierung.- 16.4 Modellierung der Seitenketten.- 16.5 Fehler bei der Homologie-Modellierung.- 16.6 Modell-Bewertung.- Index zu Programmen.

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