{"id":5802,"date":"2023-03-27T22:12:02","date_gmt":"2023-03-27T20:12:02","guid":{"rendered":"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/?page_id=5802"},"modified":"2023-04-13T01:33:33","modified_gmt":"2023-04-12T23:33:33","slug":"forschungsthemen-im-bereich-der-bioinformatik","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/de\/forschung-am-zbi\/forschungsthemen-im-bereich-der-bioinformatik\/","title":{"rendered":"Forschungsthemen im Bereich der Bioinformatik"},"content":{"rendered":"\t\t<div data-elementor-type=\"wp-page\" data-elementor-id=\"5802\" class=\"elementor elementor-5802\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-inner\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-section-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-fc588da elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch elementor-invisible\" data-id=\"fc588da\" data-element_type=\"section\" data-settings=\"{&quot;animation&quot;:&quot;unicampFadeInUp&quot;}\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-extended\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-row\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-cf22221\" data-id=\"cf22221\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-909bb04 elementor-widget elementor-widget-tm-heading\" data-id=\"909bb04\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"tm-heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"tm-modern-heading\">\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t<div class=\"heading-primary-wrap\">\n\t\t\t<h2 class=\"heading-primary elementor-heading-title\">Vom Genom zum Medikament<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\n\t\t\t\t    <div class=\"heading-divider\"><\/div>\n\t    \n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-4beaff4 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"4beaff4\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<style>\/*! 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Nachdem die Sequenz vorliegt, folgt jetzt die Entschl\u00fcsselung des Genoms.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-b067bc9 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"b067bc9\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-76d0b39\" data-id=\"76d0b39\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-8d5fe49 elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"8d5fe49\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<style>\/*! elementor - v3.14.0 - 26-06-2023 *\/\n.elementor-widget-image{text-align:center}.elementor-widget-image a{display:inline-block}.elementor-widget-image a img[src$=\".svg\"]{width:48px}.elementor-widget-image img{vertical-align:middle;display:inline-block}<\/style>\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-image\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"142\" height=\"54\" src=\"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/genome2drug.gif\" class=\"attachment-full size-full wp-image-5804\" alt=\"\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-4c91096 elementor-hidden-desktop elementor-hidden-tablet elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"4c91096\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-cfda841 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"cfda841\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-text-editor elementor-clearfix\">\n\t\t\t\t<p class=\"rtejustify\">Der Vorgang der Entschl\u00fcsselung wird als Annotation bezeichnet. Darunter versteht man die Suche nach den Baupl\u00e4nen (Genen) f\u00fcr die einzelnen Bausteine (zum Beispiel Proteine) des menschlichen K\u00f6pers sowie die Aufkl\u00e4rung ihrer Funktion und Struktur.<\/p><p class=\"rtejustify\">Die Funktion eines einzelnen Bausteins kann nur unter Ber\u00fccksichtigung des Zusammenspiels mit anderen Bausteinen erforscht werden. Diese Wechselwirkungen werden in sogenannten metabolischen und regulatorischen Netzwerken dargestellt, die unter anderem die Simulation des Stoffwechsels im Computer erm\u00f6glichen. Mit Bioinformatikmethoden sucht man nach den Ursachen genetisch bedingter Krankheiten, um neue Wege f\u00fcr Therapien zu finden.<\/p><p class=\"rtejustify\">Medikamente (Wirkstoffe) wirken durch Beeinflussung bestimmter Bausteine (Proteine) des Stoffwechsels. Mit Beginn der Entschl\u00fcsselung des menschlichen Genoms wird es mit Hilfe der Bioinformatik m\u00f6glich, viele neue und f\u00fcr eine Behandlung geeignetere Proteine als Angriffspunkte (Targets) zu finden.<\/p><p class=\"rtejustify\">Die Bioinformatik tr\u00e4gt auch wesentlich zur Entwicklung neuer Wirkstoffe bei: In gro\u00dfen Wirkstoff-Datenbanken wird nach geeigneten Kandidaten gesucht (Screening, Docking), die effektiv sind, m\u00f6glichst wenig unerw\u00fcnschte Nebenwirkungen haben und zudem in der Lage sind, den Zielort im K\u00f6rper zu erreichen (\u00dcberwindung biologischer Barrieren).<\/p><p class=\"rtejustify\">Die Optimierung bekannter Therapien wird durch Verfahren der Bioinformatik unterst\u00fctzt: Durch den Vergleich ganzer Genome verschiedener Individuen k\u00f6nnen Unterschiede (z.B. SNPs) gefunden werden, die eine Individualisierung von Therapien erm\u00f6glicht.<\/p><p class=\"rtejustify\">Virale Infekte stellen eine gro\u00dfe Herausforderung\u00a0 in Wirkstoffdesign und Therapie dar. Auf Grund der Tatsache, dass Viren wie HIV eine genomische Variabilit\u00e4t besitzen, kann es vorkommen, dass virale Mutationen auftreten, die eine Resistenz gegen die verabreichten Medikamente aufweisen.<\/p><p class=\"rtejustify\">Aus diesem Grund sind \u00c4rzte relativ h\u00e4ufig mit dem Problem konfrontiert, einen individuellen Therapieansatz f\u00fcr jeden Patienten mit einer bestimmten Erregervariante zu finden. Um bessere therapeutische Strategien zu w\u00e4hlen wurden bioinformatische Methoden entwickelt, die es erlauben, den Zusammenhang zwischen viraler Mutation und Wirkstoff-Resistenz besser zu verstehen.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-1121116 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"1121116\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-f7b4ef0 elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch elementor-invisible\" data-id=\"f7b4ef0\" data-element_type=\"section\" data-settings=\"{&quot;background_background&quot;:&quot;classic&quot;,&quot;animation&quot;:&quot;unicampFadeInUp&quot;}\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-extended\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-row\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-3f8b363\" data-id=\"3f8b363\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-56c59b3 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"56c59b3\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-e024211 elementor-widget elementor-widget-tm-heading\" data-id=\"e024211\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"tm-heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"tm-modern-heading\">\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t<div class=\"heading-primary-wrap\">\n\t\t\t<h2 class=\"heading-primary elementor-heading-title\">Sequenzierung des Genoms<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\n\t\t\t\t    <div class=\"heading-divider\"><\/div>\n\t    \n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-b325a20 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"b325a20\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-inner-section elementor-element elementor-element-6bbcfa5 elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch\" data-id=\"6bbcfa5\" data-element_type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-extended\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-row\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-d1e75c2\" data-id=\"d1e75c2\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-ee2fbca elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"ee2fbca\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-text-editor elementor-clearfix\">\n\t\t\t\t<p>Das menschliche Genom besteht aus 46 langen DNA-Molek\u00fclen (Chromosomen), die im Zellkern enthalten sind. Die Chromosomen enthalten die komprimierte Erbinformation.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-f4833b9 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"f4833b9\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-add07b6\" data-id=\"add07b6\" data-element_type=\"column\" data-settings=\"{&quot;background_background&quot;:&quot;classic&quot;}\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-7a24884 elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"7a24884\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-image\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"450\" height=\"125\" src=\"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/dna2cell.gif\" class=\"attachment-full size-full wp-image-5806\" alt=\"\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-9413f60 elementor-hidden-desktop elementor-hidden-tablet elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"9413f60\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-6105886 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"6105886\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-text-editor elementor-clearfix\">\n\t\t\t\t<p class=\"rtejustify\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignleft wp-image-5807 size-thumbnail\" style=\"font-family: var(--unicamp-typography-body-font-family); letter-spacing: 0px;\" src=\"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/basePairs-120x150.gif\" alt=\"\" width=\"120\" height=\"150\" \/><\/p><p class=\"rtejustify\">Je<span style=\"font-family: var(--unicamp-typography-body-font-family); letter-spacing: 0px;\">des Chromosom besteht aus einem DNA-Doppelstrang: Zwei Einzelstr\u00e4nge winden sich in Form einer Doppelhelix umeinander. Jeder DNA-Einzelstrang besteht aus einer Abfolge von Bausteinen (Nukleotiden), die durch die jeweils enthaltene Base charakterisiert sind.<\/span><\/p><p class=\"rtejustify\">Es gibt insgesamt vier verschiedene Bausteine, die mit den vier Buchstaben A, C, G und T bezeichnet werden. Je zwei Nukleotide (A+T, G+C) sind komplement\u00e4r, das hei\u00dft sie binden aneinander. Auf diese Weise bildet sich der Doppelstrang. Von den beiden Einzelstr\u00e4ngen wird daher nur einer ben\u00f6tigt, da der jeweils andere aufgrund der Basenkomplementarit\u00e4t eindeutig definiert ist. Das menschliche Genom kann daher als lange Zeichenkette bestehend aus den vier Buchstaben A, T, G und C dargestellt werden.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-37debe3 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"37debe3\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-inner-section elementor-element elementor-element-ef7b1a0 elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch\" data-id=\"ef7b1a0\" data-element_type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-extended\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-row\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-f2550ef\" data-id=\"f2550ef\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-636414f elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"636414f\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-text-editor elementor-clearfix\">\n\t\t\t\t<p>Ziel der Sequenzierung ist es, die Erbinformation, die in den Chromosomen enthalten ist, in Form einer langen Textzeile zu erhalten.\u00a0Die verwendeten Sequenziermaschinen sind jedoch nicht in der Lage, das gesamte Genom in einem Schritt zu lesen. Aus diesem Grund muss das Genom in kleine St\u00fccke zerteilt werden, deren Buchstabenfolge gelesen werden kann. Um diese Einzelteile sp\u00e4ter wieder zusammensetzen zu k\u00f6nnen, m\u00fcssen die einzelnen Bruchst\u00fccke \u00fcberlappen.<\/p><p class=\"rtejustify\">Dies kann man dadurch erreichen, indem man viele Kopien eines DNA-Einzelstranges erzeugt und jede Kopie zuf\u00e4llig zerst\u00fcckelt (zum Beispiel mit Ultraschall, hoher Druck). Die vielen Einzelabschnitte werden anschlie\u00dfend von Maschinen gelesen.<\/p><p class=\"rtejustify\">Die Gesamtabfolge der Bausteine wird mit Hilfe der \u00dcberlappungsinformationen gewonnen: Schrittweise werden Einzelst\u00fccke gesucht, deren Enden \u00fcberlappen.\u00a0Diese \u00fcberlappenden Abschnitte werden in der entsprechenden Reihenfolge zusammengef\u00fcgt. Diesen Vorgang nennt man Assemblierung.<\/p><p>Algorithmen zur Assemblierung m\u00fcssen sehr effizient sein, da die Zahl der Bruchst\u00fccke und damit die Zahl der paarweisen Vergleiche auf m\u00f6gliche \u00dcberlappungen sehr hoch ist. Zudem m\u00fcssen die Verfahren mit Problemen wie z.B. mehrfach im Genom auftretenden Teilsequenzen oder Lesefehlern bei den Bruchst\u00fccken fertig werden k\u00f6nnen.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-1661c1b elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"1661c1b\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-94108ae\" data-id=\"94108ae\" data-element_type=\"column\" data-settings=\"{&quot;background_background&quot;:&quot;classic&quot;}\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-4481278 elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"4481278\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-image\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figure class=\"wp-caption\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"228\" height=\"300\" src=\"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/sequencing-228x300.png\" class=\"attachment-medium size-medium wp-image-5808\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/sequencing-228x300.png 228w, https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/sequencing.png 240w\" sizes=\"(max-width: 228px) 100vw, 228px\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figcaption class=\"widget-image-caption wp-caption-text\">Das Bild zeigt symbolhaft den Sequenzierungsprozess f\u00fcr ein DNA-Molek\u00fcl (Chromosom). Zu Beginn ist die Zeichenfolge der Bruchst\u00fccke noch unbekannt. Die gr\u00fcnen Linien stehen f\u00fcr die im Laufe des Prozesses gelesenen Teilst\u00fccke. Am Ende ist die gesamte Sequenz bekannt.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-ee232b1 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"ee232b1\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-d74e5b2 elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch elementor-invisible\" data-id=\"d74e5b2\" data-element_type=\"section\" data-settings=\"{&quot;animation&quot;:&quot;unicampFadeInUp&quot;}\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-extended\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-row\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-c7c26c9\" data-id=\"c7c26c9\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-34aed04 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"34aed04\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-6291b32 elementor-widget elementor-widget-tm-heading\" data-id=\"6291b32\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"tm-heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"tm-modern-heading\">\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t<div class=\"heading-primary-wrap\">\n\t\t\t<h2 class=\"heading-primary elementor-heading-title\">Annotation der Gene<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\n\t\t\t\t    <div class=\"heading-divider\"><\/div>\n\t    \n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-22e0bce elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"22e0bce\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-inner-section elementor-element elementor-element-5bd8443 elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch\" data-id=\"5bd8443\" data-element_type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-extended\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-row\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-3b4d868\" data-id=\"3b4d868\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-0f8e96d elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"0f8e96d\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-text-editor elementor-clearfix\">\n\t\t\t\t<p class=\"rtejustify\">Die Chromosomen beinhalten das Genom eines Lebewesens. Das Genom enth\u00e4lt Abschnitte (Gene), die die Baupl\u00e4ne f\u00fcr Proteine und andere Bausteine kodieren.\u00a0Der Anteil an genkodierender Sequenz im Gesamtgenom ist verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig gering.<\/p><p class=\"rtejustify\">Ist das Genom sequenziert, m\u00fcssen also zun\u00e4chst die Gene gesucht und erkannt werden. In diesem Schritt, der so genannten Annotation, kommen Verfahren der Bioinformatik wie spezielle Mustererkennung und Sequenzalignment zum Einsatz.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-2eb8303 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"2eb8303\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-4b26b0d\" data-id=\"4b26b0d\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element 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elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"35716ed\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-5c1c901 elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch elementor-invisible\" data-id=\"5c1c901\" data-element_type=\"section\" data-settings=\"{&quot;background_background&quot;:&quot;classic&quot;,&quot;animation&quot;:&quot;unicampFadeInUp&quot;}\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-extended\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-row\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-ed4c6c3\" data-id=\"ed4c6c3\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-5410bdc elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"5410bdc\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-982be04 elementor-widget elementor-widget-tm-heading\" data-id=\"982be04\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"tm-heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"tm-modern-heading\">\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t<div class=\"heading-primary-wrap\">\n\t\t\t<h2 class=\"heading-primary elementor-heading-title\">Struktur und Funktion von Genprodukten<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\n\t\t\t\t    <div class=\"heading-divider\"><\/div>\n\t    \n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-52425f3 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"52425f3\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-inner-section elementor-element elementor-element-1ad18fa elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch\" data-id=\"1ad18fa\" data-element_type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-extended\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-row\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-3a62c0e\" data-id=\"3a62c0e\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-379f622 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"379f622\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-text-editor elementor-clearfix\">\n\t\t\t\t<p class=\"rtejustify\">Hat man ein Gen gefunden, so will man die Struktur und die Funktion des Bausteins aufkl\u00e4ren, der durch das Gen kodiert wird. Die Sequenz eines Gens bestimmt die r\u00e4umliche Struktur des Bausteins.<\/p><p class=\"rtejustify\">Diese dreidimensionale Form hat wiederum Einfluss darauf, welche Aufgabe der betreffende Baustein im K\u00f6rper wahrnimmt. Die Bioinformatik entwickelt sowohl Algorithmen, die eine Vorhersage der r\u00e4umlichen Struktur eines Bausteins erm\u00f6glichen, als auch Verfahren zur Funktionsanalyse.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-a7cccf5 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"a7cccf5\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-b7e4744\" data-id=\"b7e4744\" data-element_type=\"column\" data-settings=\"{&quot;background_background&quot;:&quot;classic&quot;}\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-bcfb4f5 elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"bcfb4f5\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-image\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figure class=\"wp-caption\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"250\" height=\"150\" src=\"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/vdwProtein.gif\" class=\"attachment-full size-full wp-image-5810\" alt=\"\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figcaption class=\"widget-image-caption wp-caption-text\">Van-der-Waals-Darstellung des Enzyms Trypsin. Die Atome des Molek\u00fcls werden durch Kugeln repr\u00e4sentiert.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-eab9b69 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"eab9b69\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-inner-section elementor-element elementor-element-d1964cf elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch\" data-id=\"d1964cf\" data-element_type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-extended\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-row\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-eab40e4\" data-id=\"eab40e4\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-c5de07f elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"c5de07f\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-text-editor elementor-clearfix\">\n\t\t\t\t<p class=\"rtejustify\">Da die Sequenz die Struktur eines Bausteins bestimmt, bietet es sich an, in Datenbanken nach \u00e4hnlichen Sequenzen zu suchen, um das Wissen \u00fcber die Funktion schon bekannter Bausteine auf neu sequenzierte Gene zu \u00fcbertragen (Sequenzalignment). Auch durch den Vergleich der r\u00e4umlichen Struktur kann man die Funktion von Bausteinen bestimmen.<\/p><p class=\"rtejustify\">Ein Erfolg versprechender Ansatz zur Funktionsaufkl\u00e4rung ist die Verwendung so genannter DNA-Chips bzw. der mit Hilfe dieser Technik erzeugten Messdaten: DNA-Chips erlauben es, Informationen dar\u00fcber zu erhalten, welche Proteine zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Zelle aktiv sind und welche nicht. Auf diese Weise kann man Informationen \u00fcber die wahrscheinliche Funktion von Proteinen bestimmen.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-2d623a0 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"2d623a0\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-653d991\" data-id=\"653d991\" data-element_type=\"column\" data-settings=\"{&quot;background_background&quot;:&quot;classic&quot;}\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-39690ae elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"39690ae\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-image\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figure class=\"wp-caption\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"250\" height=\"201\" src=\"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/proteinStructure.gif\" class=\"attachment-full size-full wp-image-5811\" alt=\"\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figcaption class=\"widget-image-caption wp-caption-text\">Die Abbildung zeigt den Struktur-Vergleich zweier Proteine mit \u00e4hnlicher Sequenz.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-bcd4a68 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"bcd4a68\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-d030a70 elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch elementor-invisible\" data-id=\"d030a70\" data-element_type=\"section\" data-settings=\"{&quot;animation&quot;:&quot;unicampFadeInUp&quot;}\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-extended\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-row\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-fd44479\" data-id=\"fd44479\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-f291f9b elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"f291f9b\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-b7b4e97 elementor-widget elementor-widget-tm-heading\" data-id=\"b7b4e97\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"tm-heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"tm-modern-heading\">\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t<div class=\"heading-primary-wrap\">\n\t\t\t<h2 class=\"heading-primary elementor-heading-title\">Metabolische Netzwerke<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\n\t\t\t\t    <div class=\"heading-divider\"><\/div>\n\t    \n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-7447ac6 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"7447ac6\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-inner-section elementor-element elementor-element-e0ee224 elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch\" data-id=\"e0ee224\" data-element_type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-extended\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-row\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-c1094aa\" data-id=\"c1094aa\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-6557928 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"6557928\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-text-editor elementor-clearfix\">\n\t\t\t\t<p class=\"rtejustify\">Nach der Aufkl\u00e4rung der Funktion einzelner Proteine ist es von besonderem Interesse, die metabolischen Pfade (Metabolic Pathways) eines Organismus zu untersuchen.<\/p><p class=\"rtejustify\">Als metabolischen Pfad bezeichnet man eine Abfolge von Reaktionen, die zusammen f\u00fcr die Umsetzung eines Stoffes in einen anderen sorgen. Die einzelnen Reaktionen sind dabei im Wesentlichen durch das katalysierende (die Reaktion beschleunigende) Enzym charakterisiert.<\/p><p>Wichtige Beispiele f\u00fcr metabolische Pfade sind der Citratzyklus oder die Glykolyse. Die Gesamtheit aller Pfade bildet ein metabolisches Netzwerk.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-2295d90 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"2295d90\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-924f71a\" data-id=\"924f71a\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-5ed26fd elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"5ed26fd\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-image\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figure class=\"wp-caption\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"300\" height=\"56\" src=\"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/bioPath.jpeg\" class=\"attachment-full size-full wp-image-5812\" alt=\"\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figcaption class=\"widget-image-caption wp-caption-text\">Ausschnitt aus einem Beispielpfad: Die beteiligten Enzyme sind mit ihrer Enzym-Klassifikationsnummer angegeben (4.2.1.11 und 2.7.1.40).<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-9ca8b8a elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"9ca8b8a\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-inner-section elementor-element elementor-element-b743737 elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch\" data-id=\"b743737\" data-element_type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-extended\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-row\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-bc2ebb1\" data-id=\"bc2ebb1\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-65e094d elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"65e094d\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-text-editor elementor-clearfix\">\n\t\t\t\t<p class=\"rtejustify\">Neben den metabolischen gibt es die ebenso wichtigen regulatorischen Pfade, die die Kommunikation zwischen den Zellen und die gesamte Steuerung der Vorg\u00e4ge im Organismus organisieren. Mit Hilfe verschiedenster Signale und Kommunikationsmechanismen k\u00f6nnen die Vorg\u00e4nge im Organismus gezielt gesteuert werden. Alle regulatorischen Pfade zusammen bilden das regulatorische Netzwerk eines Organismus.<\/p><p class=\"rtejustify\">Um sowohl metabolische als auch regulatorische Netzwerke mit Hilfe des Computers analysieren zu k\u00f6nnen, ben\u00f6tigt man entsprechende Datenmodelle. Ziel ist es, ein geeignetes Modell zu finden, das beide Netzwerkarten repr\u00e4sentieren kann.<\/p><p class=\"rtejustify\">Die Netzwerkrepr\u00e4sentationen bilden die Grundlage zur Entwicklung neuer Werkzeuge, die zum Beispiel f\u00fcr Target-Identifizierung, Wirkstoffdesign oder die Aufkl\u00e4rung der Ursachen genetisch bedingter Krankheiten ben\u00f6tigt werden.<\/p><p class=\"rtejustify\">In der Grundlagenforschung k\u00f6nnen diese Netzwerke f\u00fcr den Vergleich von Stoffwechselabl\u00e4ufen verschiedener Organismen herangezogen werden. Zum Beispiel k\u00f6nnen Informationen \u00fcber den Metabolismus eines Organismus verwendet werden, um das neu sequenzierte Genom (und damit die Stoffwechselwege) eines anderen Organismus zu verstehen.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-b538c6d elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"b538c6d\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-48bcaf3\" data-id=\"48bcaf3\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-fd1a9c0 elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"fd1a9c0\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-image\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figure class=\"wp-caption\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"240\" height=\"300\" src=\"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/metNet.jpeg\" class=\"attachment-full size-full wp-image-5813\" alt=\"\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figcaption class=\"widget-image-caption wp-caption-text\">\u00dcbersicht \u00fcber ein metabolisches Netzwerk (Quelle: KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-0d2c76d elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"0d2c76d\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-7b8b191 elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default 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data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-text-editor elementor-clearfix\">\n\t\t\t\t<p class=\"rtejustify\">Mit Hilfe der der metabolischen und regulatorischen Netzwerke k\u00f6nnen die Wissenschaftler daran gehen, den Stoffwechsel im menschlichen Organismus nachzuvollziehen. Besonders interessiert sind sie dabei an St\u00f6rungen der normalen Abl\u00e4ufe, da diese h\u00e4ufig Ursache f\u00fcr Erkrankungen sind.<\/p><p class=\"rtejustify\">Wei\u00df man, wo die Ursache einer Krankheit liegt, kann man zum Beispiel mit Hilfe der metabolischen Netzwerke eine genauere Analyse vornehmen und &#8220;Angriffspunkte&#8221; (daher &#8220;Target&#8221;-Identifizierung) f\u00fcr eine m\u00f6gliche Behandlung suchen. Die gesuchten Targets sind in aller Regel Enzyme, die bestimmte Reaktionen im Stoffwechsel steuern.<\/p><p class=\"rtejustify\">Hat man ein Enzym als &#8220;\u00dcbelt\u00e4ter&#8221; ermittelt, kann man versuchen, mit bestimmten Wirkstoffen Einfluss auf die Aktivit\u00e4t dieses Enzyms zu nehmen, um so die Ursache der Krankheit zu beheben. Die Verwendung der zuvor modellierten Netzwerke erm\u00f6glicht dabei auch die Analyse m\u00f6glicher Nebenwirkungen auf andere Prozesse im K\u00f6rper, die durch eine Behandlung nicht beeinflusst werden d\u00fcrfen.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-6bc9e6c elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"6bc9e6c\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-60e9e46\" data-id=\"60e9e46\" data-element_type=\"column\" data-settings=\"{&quot;background_background&quot;:&quot;classic&quot;}\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-d7167bb elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"d7167bb\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-image\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figure class=\"wp-caption\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"250\" height=\"333\" src=\"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/targetIdent.png\" class=\"attachment-full size-full wp-image-5814\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/targetIdent.png 250w, https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/targetIdent-225x300.png 225w\" sizes=\"(max-width: 250px) 100vw, 250px\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figcaption class=\"widget-image-caption wp-caption-text\">Die Analyse des metabolischen Netzwerkes liefert ein zu inhibierendes Target (siehe rotes X).<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-131ce41 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"131ce41\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-437f803 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Ein derartiger Wirkstoff muss das Krankheit ausl\u00f6sende Enzym derart beeinflussen, dass dieses nicht mehr st\u00f6rend auf den Stoffwechsel einwirkt.<\/p><p class=\"rtejustify\">Dies kann zum einen dadurch geschehen, dass der Wirkstoff das Enzym in seiner Aktivit\u00e4t hemmt. Falls eine Krankheit dadurch entsteht, dass ein Mangel an einem bestimmten Stoff vorliegt, kann ein Wirkstoff auch so konstruiert werden, dass er die Produktion eines Enzyms anregt, das dann seinerseits die notwendigen (und zuvor nicht oder nur ungen\u00fcgend vorhandenen) Stoffwechselvorg\u00e4nge steuert.<\/p><p class=\"rtejustify\">Auf der molekularen Ebene bedeutet die Beeinflussung der Enzymaktivit\u00e4t durch einen Wirkstoff das &#8220;Andocken&#8221; des Stoffes an das Zielprotein (Target), um auf diese Weise seine Wirkung zu entfalten.<\/p><p class=\"rtejustify\">Aus diesem Grunde wurden bioinformatische Methoden entwickelt, die das Target virtuell auf Liganden hin screenen, die an das Protein binden und dieses inhibieren k\u00f6nnen. Eine weitere M\u00f6glichkeit besteht darin, andere Proteine zu finden, die die Aktivit\u00e4t des Targets durch Binden und Komplexbildung regulieren. In beiden F\u00e4llen ist das Docking die Haupttechnik.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-5cd973e elementor-hidden-desktop elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"5cd973e\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-9ec7fbd\" data-id=\"9ec7fbd\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-499b491 elementor-widget elementor-widget-image\" 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class=\"heading-primary-wrap\">\n\t\t\t<h2 class=\"heading-primary elementor-heading-title\">Docking<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\n\t\t\t\t    <div class=\"heading-divider\"><\/div>\n\t    \n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-c2ef2a2 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"c2ef2a2\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-inner-section elementor-element elementor-element-c5557fb elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch\" data-id=\"c5557fb\" data-element_type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div 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Jede Aminos\u00e4ure besteht aus einer funktionellen Gruppe und dem sogenannten Rest. Die Reste der Aminos\u00e4uren bezeichnet man im Protein auch als Seitenketten. Die Kettenbildung erfolgt an der funktionellen Gruppe, an der die einzelnen Proteine eine Peptid-Bindung eingehen. Diese Kettenbildung kann man theoretisch beliebig lang fortf\u00fchren. Die verschiedenen Aminos\u00e4uren werden im Allgemeinen mit einem Code aus 3 Buchstaben abgek\u00fcrzt. Will man ein Protein beschreiben, so reicht es, diese Folge von Aminos\u00e4uren aufzuschreiben.<\/p><p class=\"rtejustify\">Die theoretische Bestimmung der Wechselwirkungen zwischen zwei Proteinen bzw. Protein und Ligand, also grob gesagt die Bindung, ist von gro\u00dfem Interesse, denn sie erm\u00f6glicht die Verifikation von Hypothesen w\u00e4hrend des sogenannten Drug-Designs, ohne dabei auf reale Laborexperimente angewiesen zu sein.<\/p><p>Ein immer wieder auftretendes Problem ist das so genannte Protein-Protein- Docking, das folgenderma\u00dfen definiert ist:<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-0d82287 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"0d82287\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-456db46\" data-id=\"456db46\" data-element_type=\"column\" data-settings=\"{&quot;background_background&quot;:&quot;classic&quot;}\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-adb967c elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"adb967c\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-image\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figure class=\"wp-caption\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"200\" height=\"251\" src=\"https:\/\/zbi-dev.cs.uni-saarland.de\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/proteinComplex.jpeg\" class=\"attachment-full size-full wp-image-5816\" alt=\"\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figcaption class=\"widget-image-caption wp-caption-text\">Zwei Proteine A und B, deren Komplexstruktur durch Protein-Protein-Docking ermittelt wurde.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-00ffd69 elementor-widget elementor-widget-tp-blockquote\" data-id=\"00ffd69\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"tp-blockquote.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<div class=\"pt-plus-text-block-wrapper\" ><div class=\"text_block_parallax\"><div class=\"plus_blockquote quote-style-1   none \" ><blockquote class=\"quote-text\"><span class=\"tp-bq-desc\"><p>Seien die r\u00e4umlichen Strukturen der Proteine A und B gegeben, von denen bekannt ist, dass sie einen Komplex AB bilden, dann versteht man unter dem Protein-Protein-Docking die korrekte Vorhersage der Komplexstruktur AB.<\/p><\/span><\/blockquote><\/div><\/div><\/div>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-4b51831 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"4b51831\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-text-editor elementor-clearfix\">\n\t\t\t\t<p class=\"rtejustify\">Es gibt verschiedene Ans\u00e4tze f\u00fcr das Protein-Protein- Docking. Der einfachste Ansatz betrachtet Proteine als starre Gebilde. Hier spricht man vom Rigid Body Docking (RBD). Dieser Ansatz geht auf das bekannte Schl\u00fcssel- Schloss-Prinzip zur\u00fcck, das Emil Fischer 1894 vorschlug.<\/p><p class=\"rtejustify\">Dieses Modell besagt, dass die zu dockenden Proteine, in seinem Fall Enzym und passendes Substrat, starre K\u00f6rper sind, die geometrisch komplement\u00e4re Regionen besitzen m\u00fcssen.\u00a0 Zwar sind Proteine keine starren K\u00f6rper und haben bewegliche Seitenketten, allerdings ergaben Untersuchungen, dass sich der Backbone, also das Grundger\u00fcst bestehend aus den durch Peptidbindung verkn\u00fcpften funktionellen Gruppen,\u00a0 bei vielen Proteinen w\u00e4hrend der Komplexbildung kaum ver\u00e4ndert.<\/p><p class=\"rtejustify\">In der Regel liefert das Docking nicht nur einen Wirkstoffkandidaten, sondern eine gro\u00dfe Zahl, die die rein physikalischen Voraussetzungen erf\u00fcllen, um mit dem Target zu interagieren. Aus der Menge dieser Kandidaten m\u00fcssen nun diejenigen ausgew\u00e4hlt werden, die als effektiver Wirkstoff in Frage kommen. M\u00f6gliche Probleme k\u00f6nnen zum Beispiel dadurch entstehen, dass der entwickelte Wirkstoff gar nicht erst den Weg zu seinem Ziel findet, da er im menschlichen K\u00f6rper einer Vielzahl unterschiedlicher Umgebungen und biologischer Barrieren ausgesetzt ist.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-3f1e403 elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"3f1e403\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-ea7b37b elementor-section-boxed elementor-section-gap-beside-yes elementor-section-height-default elementor-section-height-default elementor-section-column-vertical-align-stretch elementor-invisible\" data-id=\"ea7b37b\" data-element_type=\"section\" data-settings=\"{&quot;animation&quot;:&quot;unicampFadeInUp&quot;}\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-extended\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-row\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-3f72917\" data-id=\"3f72917\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-column-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-af61e4f elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"af61e4f\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-ce56ccb elementor-widget elementor-widget-tm-heading\" data-id=\"ce56ccb\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"tm-heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"tm-modern-heading\">\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t<div class=\"heading-primary-wrap\">\n\t\t\t<h2 class=\"heading-primary elementor-heading-title\">Biologische Barrieren<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\n\t\t\t\t    <div class=\"heading-divider\"><\/div>\n\t    \n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-064ba0c elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"064ba0c\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-424ad5f elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"424ad5f\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-text-editor elementor-clearfix\">\n\t\t\t\t<p class=\"rtejustify\">Sobald ein m\u00f6glicher Wirkstoff gefunden ist, muss dieser an den Ort des Geschehens gebracht werden. Daf\u00fcr m\u00fcssen immer einige biologische Barrieren \u00fcberwunden werden. Die ersten Barrieren tauchen schon bei der Aufnahme des Stoffes in den K\u00f6rper auf. Dabei muss die Darmwand oder die Membran der Lungenbl\u00e4schen durchdrungen werden, bevor der Wirkstoff zersetzt oder ausgeschieden wird.<\/p><p class=\"rtejustify\">Au\u00dferdem m\u00fcssen Transportverluste beachtet werden. Selbst wenn man nur in ganz primitive (einzellige) Organismen eingreifen will, sind zumindest Zellmembranen zu \u00fcberwinden. Zu diesem Zeitpunkt ist insbesondere das praktische Experiment notwendig &#8211; ein aufwendiges und teures Verfahren zum Eignungstestung eines Wirkstoffs.<\/p><p class=\"rtejustify\">Auf diesem Teilgebiet ist noch viel Forschungsarbeit, insbesondere f\u00fcr die Bioinformatik, n\u00f6tig, um alternative Methoden zur Verf\u00fcgung zu stellen, die helfen k\u00f6nnen, Zeit und Geld zu sparen.<\/p>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Vom Genom zum Medikament Die Bioinformatik spielte eine entscheidende Rolle beim bedeutendsten wissenschaftlichen Ereignis der letzten Jahre: Die Sequenzierung des menschlichen Genoms. Nachdem die Sequenz vorliegt, folgt jetzt die Entschl\u00fcsselung des Genoms. Der Vorgang der Entschl\u00fcsselung wird als Annotation bezeichnet. Darunter versteht man die Suche nach den Baupl\u00e4nen (Genen) f\u00fcr die einzelnen Bausteine (zum Beispiel Proteine) des menschlichen K\u00f6pers sowie die Aufkl\u00e4rung ihrer Funktion und Struktur. Die Funktion eines einzelnen Bausteins kann nur unter Ber\u00fccksichtigung des Zusammenspiels mit anderen Bausteinen erforscht werden. Diese Wechselwirkungen werden in sogenannten metabolischen und regulatorischen Netzwerken dargestellt, die unter anderem die Simulation des Stoffwechsels im Computer erm\u00f6glichen. Mit Bioinformatikmethoden sucht man nach den Ursachen genetisch bedingter Krankheiten, um neue Wege f\u00fcr Therapien zu finden. Medikamente (Wirkstoffe) wirken durch Beeinflussung bestimmter Bausteine (Proteine) des Stoffwechsels. Mit Beginn der Entschl\u00fcsselung des menschlichen Genoms wird es mit Hilfe der Bioinformatik m\u00f6glich, viele neue und f\u00fcr eine Behandlung geeignetere Proteine als Angriffspunkte (Targets) zu finden. Die Bioinformatik tr\u00e4gt auch wesentlich zur Entwicklung neuer Wirkstoffe bei: In gro\u00dfen Wirkstoff-Datenbanken wird nach geeigneten Kandidaten gesucht (Screening, Docking), die effektiv sind, m\u00f6glichst wenig unerw\u00fcnschte Nebenwirkungen haben und zudem in der Lage sind, den Zielort im K\u00f6rper zu erreichen (\u00dcberwindung biologischer Barrieren). Die Optimierung bekannter Therapien wird durch Verfahren der Bioinformatik unterst\u00fctzt: Durch den Vergleich ganzer Genome verschiedener Individuen k\u00f6nnen Unterschiede (z.B. SNPs) gefunden werden, die eine Individualisierung von Therapien erm\u00f6glicht. Virale Infekte stellen eine gro\u00dfe Herausforderung\u00a0 in Wirkstoffdesign und Therapie dar. Auf Grund der Tatsache, dass Viren wie HIV eine genomische Variabilit\u00e4t besitzen, kann es vorkommen, dass virale Mutationen auftreten, die eine Resistenz gegen die verabreichten Medikamente aufweisen. Aus diesem Grund sind \u00c4rzte relativ h\u00e4ufig mit dem Problem konfrontiert, einen individuellen Therapieansatz f\u00fcr jeden Patienten mit einer bestimmten Erregervariante zu finden. Um bessere therapeutische Strategien zu w\u00e4hlen wurden bioinformatische Methoden entwickelt, die es erlauben, den Zusammenhang zwischen viraler Mutation und Wirkstoff-Resistenz besser zu verstehen. Sequenzierung des Genoms Das menschliche Genom besteht aus 46 langen DNA-Molek\u00fclen (Chromosomen), die im Zellkern enthalten sind. Die Chromosomen enthalten die komprimierte Erbinformation. Jedes Chromosom besteht aus einem DNA-Doppelstrang: Zwei Einzelstr\u00e4nge winden sich in Form einer Doppelhelix umeinander. Jeder DNA-Einzelstrang besteht aus einer Abfolge von Bausteinen (Nukleotiden), die durch die jeweils enthaltene Base charakterisiert sind. Es gibt insgesamt vier verschiedene Bausteine, die mit den vier Buchstaben A, C, G und T bezeichnet werden. Je zwei Nukleotide (A+T, G+C) sind komplement\u00e4r, das hei\u00dft sie binden aneinander. Auf diese Weise bildet sich der Doppelstrang. Von den beiden Einzelstr\u00e4ngen wird daher nur einer ben\u00f6tigt, da der jeweils andere aufgrund der Basenkomplementarit\u00e4t eindeutig definiert ist. Das menschliche Genom kann daher als lange Zeichenkette bestehend aus den vier Buchstaben A, T, G und C dargestellt werden. Ziel der Sequenzierung ist es, die Erbinformation, die in den Chromosomen enthalten ist, in Form einer langen Textzeile zu erhalten.\u00a0Die verwendeten Sequenziermaschinen sind jedoch nicht in der Lage, das gesamte Genom in einem Schritt zu lesen. Aus diesem Grund muss das Genom in kleine St\u00fccke zerteilt werden, deren Buchstabenfolge gelesen werden kann. Um diese Einzelteile sp\u00e4ter wieder zusammensetzen zu k\u00f6nnen, m\u00fcssen die einzelnen Bruchst\u00fccke \u00fcberlappen. Dies kann man dadurch erreichen, indem man viele Kopien eines DNA-Einzelstranges erzeugt und jede Kopie zuf\u00e4llig zerst\u00fcckelt (zum Beispiel mit Ultraschall, hoher Druck). Die vielen Einzelabschnitte werden anschlie\u00dfend von Maschinen gelesen. Die Gesamtabfolge der Bausteine wird mit Hilfe der \u00dcberlappungsinformationen gewonnen: Schrittweise werden Einzelst\u00fccke gesucht, deren Enden \u00fcberlappen.\u00a0Diese \u00fcberlappenden Abschnitte werden in der entsprechenden Reihenfolge zusammengef\u00fcgt. Diesen Vorgang nennt man Assemblierung. Algorithmen zur Assemblierung m\u00fcssen sehr effizient sein, da die Zahl der Bruchst\u00fccke und damit die Zahl der paarweisen Vergleiche auf m\u00f6gliche \u00dcberlappungen sehr hoch ist. Zudem m\u00fcssen die Verfahren mit Problemen wie z.B. mehrfach im Genom auftretenden Teilsequenzen oder Lesefehlern bei den Bruchst\u00fccken fertig werden k\u00f6nnen. Das Bild zeigt symbolhaft den Sequenzierungsprozess f\u00fcr ein DNA-Molek\u00fcl (Chromosom). Zu Beginn ist die Zeichenfolge der Bruchst\u00fccke noch unbekannt. Die gr\u00fcnen Linien stehen f\u00fcr die im Laufe des Prozesses gelesenen Teilst\u00fccke. Am Ende ist die gesamte Sequenz bekannt. Annotation der Gene Die Chromosomen beinhalten das Genom eines Lebewesens. Das Genom enth\u00e4lt Abschnitte (Gene), die die Baupl\u00e4ne f\u00fcr Proteine und andere Bausteine kodieren.\u00a0Der Anteil an genkodierender Sequenz im Gesamtgenom ist verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig gering. Ist das Genom sequenziert, m\u00fcssen also zun\u00e4chst die Gene gesucht und erkannt werden. In diesem Schritt, der so genannten Annotation, kommen Verfahren der Bioinformatik wie spezielle Mustererkennung und Sequenzalignment zum Einsatz. Auf dem Genom verteilt liegen die einzelnen Abschnitte, die die Gene kodieren. Struktur und Funktion von Genprodukten Hat man ein Gen gefunden, so will man die Struktur und die Funktion des Bausteins aufkl\u00e4ren, der durch das Gen kodiert wird. Die Sequenz eines Gens bestimmt die r\u00e4umliche Struktur des Bausteins. Diese dreidimensionale Form hat wiederum Einfluss darauf, welche Aufgabe der betreffende Baustein im K\u00f6rper wahrnimmt. Die Bioinformatik entwickelt sowohl Algorithmen, die eine Vorhersage der r\u00e4umlichen Struktur eines Bausteins erm\u00f6glichen, als auch Verfahren zur Funktionsanalyse. Van-der-Waals-Darstellung des Enzyms Trypsin. Die Atome des Molek\u00fcls werden durch Kugeln repr\u00e4sentiert. Da die Sequenz die Struktur eines Bausteins bestimmt, bietet es sich an, in Datenbanken nach \u00e4hnlichen Sequenzen zu suchen, um das Wissen \u00fcber die Funktion schon bekannter Bausteine auf neu sequenzierte Gene zu \u00fcbertragen (Sequenzalignment). Auch durch den Vergleich der r\u00e4umlichen Struktur kann man die Funktion von Bausteinen bestimmen. Ein Erfolg versprechender Ansatz zur Funktionsaufkl\u00e4rung ist die Verwendung so genannter DNA-Chips bzw. der mit Hilfe dieser Technik erzeugten Messdaten: DNA-Chips erlauben es, Informationen dar\u00fcber zu erhalten, welche Proteine zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Zelle aktiv sind und welche nicht. Auf diese Weise kann man Informationen \u00fcber die wahrscheinliche Funktion von Proteinen bestimmen. Die Abbildung zeigt den Struktur-Vergleich zweier Proteine mit \u00e4hnlicher Sequenz. Metabolische Netzwerke Nach der Aufkl\u00e4rung der Funktion einzelner Proteine ist es von besonderem Interesse, die metabolischen Pfade (Metabolic Pathways) eines Organismus zu untersuchen. Als metabolischen Pfad bezeichnet man eine Abfolge von Reaktionen, die zusammen f\u00fcr die Umsetzung eines Stoffes in einen anderen sorgen. Die einzelnen Reaktionen sind dabei im Wesentlichen durch das katalysierende (die Reaktion beschleunigende) Enzym charakterisiert. Wichtige Beispiele f\u00fcr metabolische Pfade sind der Citratzyklus oder die Glykolyse. 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