Bioinformatik - Vorwissen

Bioinformatik - Vorwissen

1. Nukleinsäuren (DNA und RNA)

   • DNA: Informationsspeicherung RNA: Proteinbiosynthese
   • DNA
     • Menschliches Genom: 3,2*10^9 Basen, aufgebaut aus den 4 Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin
       • 80 % des Genoms wird transkribiert
       • Nur 2 % ist codierend (Rest: z.B. Introns)
     • upstream = zum 5' Ende, downstream = zum 3' Ende
     • Fehlerrate der Replikation: 1*10^(-9)
     • Spezifische Regionen
       • Core-Promotor
         • "Minimalpromotor" mit nur den nötigsten Regionen, d.h. TATA-Box lnr (Initiator) DPE (Downstream Promotor Element)
       • Splicing Site
         • Intron beginnt mit GU und endet mit AG, in der Mitte liegt die branch site die das "Lasso" bildet mit der Base A.
   • RNA
     • (+)sense-RNA: normal abgelesene RNA (meist 5' -> 3'), (-)sense-RNA: komplementäre RNA, die die (+)sense RNA inhibieren kann
       • Hierbei hat jede RNA jeweils einen eigenen Promotor! Es liegt also auf jedem komplementären Strang jeweils 1 Promotor.
     • 4 % mRNA, außerdem rRNA, tRNA, snRNA, snoRNA, miRNA, siRNA
     • spezifische Regionen
       • SDS (ribosombindende Einheit, AGGAGU)
       • Initiator (AUG)

2. Aminosäuren

   • Aromatisch
     • Tryptophan, Phenylalanin, Tyrosin
   • Aliphatisch
     • Kohlenwasserstoffe (keine Heteroatome), aber nicht aromatisch. Leucin, Isoleucin, Valin, Alanin
   • Iminosäure
     • Prolin
   • Polar
     • Serin, Threonin, Cystein, Methionin, Asparagin, Glutamin, Glycin
   • Sauer
     • Glutaminsäure, Asparaginsäure
   • Basisch
     • Arginin, Lysin, Histidin

3. Sekundärstrukturen

   • Helices
     • Verdeckt (nicht im Cytosol): z.B. Citratsynthase Teilweise verdeckt: z.B. ADH Freiliegend: z.B. Troponin-C
     • alpha Helix
       • i, i+4
     • 3/10 Helix
       • i, i+3
     • Pi Helix
       • i, i+5
   • beta-Faltblätter
     • antiparallel
     • parallel
     • gemischt
   • Coil/ Schleife
     • z.B. Hairpin Loop uvm.

4. Proteinrückgrat

   • phi: zwischen N und C-alpha
   • psi: zwischen C und C-alpha
   • Winkel darstellbar im Ramachandranplot

5. Evolution

   • Proteine haben verschiedene Evolutionsraten
   • Punktmutation, Fusionierung, Duplikation etc.
   • Ähnlichkeit ist NICHT Homologie!