Bioinformatik

Strukturvorhersage von Nukleinsäuren.- 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 doppelsträngigen Nukleinsäuren.- 2.1 Einfaches chemisches Gleichgewicht zwischen Isomeren.- 2.2 Protonierungsgleichgewicht.- 2.3 Modell für Denaturierung von doppelsträngiger Nukleinsäure.- 3. Graphen und Alignments.- 3.1 Globales paarweises Alignment.- 3.2 Varianten des paarweisen Alignments.- 3.3 Kosten für Lücken.- 3.4 Multiple Alignments.- 4. RNA-Sekundärstruktur-Vorhersage per Graphentheorie.- 4.1 Definition von Sekundär- und Tertiärstruktur.- 4.2 Tinoco-Plot.- 4.3 Zahl möglicher Strukturen.- 4.4 Struktur mit maximaler Zahl Basenpaare.- 4.5 Strukturen mit submaximaler Zahl Basenpaare.- 4.6 Energie-Werte für RNA-Sekundärstrukturen.- 4.7 Thermodynamisch optimale Sekundärstrukturen.- 4.8 Bestimmung von Strukturverteilungen.- 4.9 Qualität der Vorhersage von Strukturen und Strukturverteilungen.- 4.10 Tertiärstrukturvorhersage.- 4.11 Simultane Optimierung von Struktur und Alignment.- 5. RNA-Sekundärstruktur-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-Sekundärstruktur-Vorhersage mit Genetischen Algorithmen.- 6.1 Prinzip eines Genetischen Algorithmus.- 6.2 Beispiel für Genetischen Algorithmus.- 6.3 Vorhersage von RNA-Sekundärstruktur.- 6.4 Vorhersage des Faltungswegs von RNA-Sekundärstruktur.- 6.5 Programmierter Zelltod durch hok/sok des Plasmids R1.- 7. RNA-Sekundärstrukturfaitung.- 7.1 Toleranzschwellen-Algorithmus.- 7.2 Sintflut-Algorithmus.- 7.3 Kinetische Parameter für Strukturbildung.- 7.4 RNA-Faltung durch Lösung der “master equation“.- 7.5 Vorhersage von RNA-Faltung.- Strukturvorhersage von Proteinen.- 8. Protein-Struktur.- 8.1 Aminosäuren als Bausteine.- 8.2 Die Polypeptidkette.- 8.3 Die Peptidbindung.- 8.4 Ramachandran-Plot.- 8.5 Sekundärstrukturen.- 8.6 Supersekundärstrukturen.- 8.7 Tertiärstrukturen.- 8.8 Folds und Superfolds, Familien und Superfamilien.- 8.9 Quartärstrukturen.- 9. Energetik von Protein-Strukturen.- 9.1 Nicht-kovalente Wechselwirkungen, die die Proteinstruktur bestimmen.- 9.2 Salzbrücken.- 9.3 Molekulare Packung.- 10. Protein-Sekundärstruktur-Vorhersage.- 10.1 Sekundärstruktur nach Chou & Fasman (1978).- 10.2 Sekundärstruktur nach Garnier et al. (1978).- 10.3 Hydropathie und Amphiphilie von ?-Helices.- 10.4 Antigenitätsindex nach Jameson & Wolf (1988).- 11. Qualität von Vorhersagen.- 11.1 Eine binäre Aussage oder eine Aussage mit Wertebereich.- 11.2 Aussagen mit mehr als zwei Klassen.- 11.3 Objektive Prüfung 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 Qualität von Programmen zur Vorhersage von Transmembranregionen.- 13. Protein-Sekundärstruktur-Vorhersage per Neuronalem Netz.- 13.1 Neuronale Netze.- 13.2 PHD — Strukturvorhersage unter Verwendung evolutionärer 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 für 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.