Informationsmanagement in der Systembiologie: Datenbanken, by Silke Eckstein

By Silke Eckstein

Die Systembiologie untersucht, wie die Komponenten einer Zelle oder eines Organismus Interaktionsnetzwerke bilden und wie diese Netzwerke die Funktionen der Zelle hervorrufen, die dem beobachtbaren Erscheinungsbild - dem Phänotyp - entsprechen. Das vorliegende Buch bietet eine Informatikperspektive auf die Systembiologie mit einem Fokus auf Verwaltung, Austausch und Integration der anfallenden Daten sowie auf die Modellbildung mit unterschiedlichen Methoden. Dabei wird der Leser schrittweise von den Daten über die zur Verfügung stehenden Datenbanken und deren Integrationsmöglichkeiten hin zu verschiedenen Modellierungsansätzen mit unterschiedlichen Analysemöglichkeiten geführt. Die Autorin wendet sich an alle, die sich einen breiten, fundierten Überblick über das Gebiet verschaffen wollen und gibt zahlreiche Hinweise auf vertiefende Literatur zu den einzelnen Themen.

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Als allosterische Effekte werden Konformationsänderungen eines Enzyms bezeichnet, die durch einen Regulator hervorgerufen werden und aktivierend oder inhibierend wirken. Um für allosterische Effekte zugänglich zu sein, muss ein Enzym über eine weitere Bindungsstelle neben seinem aktiven Zentrum verfügen. An dieses allosterische Zentrum kann ein Regulator binden, der eine Änderung der 3-dimensionalen Faltung des Enzyms (eine Konformationsänderungen) bewirkt. Dadurch wird entweder das aktive Zentrum für das Substrat besser oder überhaupt erst zugänglich – der Regulator wirkt aktivierend auf das Enzym ein – oder das aktive Zentrum ist schwieriger bis gar nicht mehr für das Substrat zugänglich, dann wirkt der Regulator inhibierend.

18) 28 2 Biologische Grundlagen ergibt sich daraus die Michaelis-Menten-Gleichung v= vmax [S] . 19) Unter Berücksichtigung des Fließgleichgewichts ergibt sich für die MichaelisKonstante sogar: KM = k−1 . 20) Mit den von Enzymen katalysierten Reaktionen und ihrer Kinetik haben wir einen der Hauptbausteine für biologische Netzwerke kennen gelernt, die wir im Folgenden betrachten werden. Auf die enzymatischen Reaktionen selbst kommen wir in Kap. 5 zurück, wo wir verschiedene Modellierungsansätze dafür vorstellen.

Das heißt, dass die Expression dieser Gene durch das Vorhandensein entsprechender RNA-Abschnitte nachgewiesen werden konnte oder dass sie durch Mutation aufgefallen sind bzw. dass für sie eine Funktion beschrieben werden konnte. Das Ziel von Genomdatenbanken ist es, möglichst vollständig die genomische DNA verschiedenster Organismen wie zum Beispiel Menschen, Pflanzen und Viren zu sammeln und zur Verfügung zu stellen. Beispiele für Gendatenbanken sind TIGR Gene Indices [LTS+ 05] und die Mammalian Gene Collection (MGC) [MGC04].

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