Visualisierung biochemischer Netzwerke - Arbeitsbereich für ...

Visualisierung abstrakter Daten SS 2004
Felix Schernhammer TU Wien
Einleitung und Motivation
Die Entschlüsselung des menschlichen Genoms darf als Meilenstein der zeitgeschichtlichen
Forschung angesehen werden. Allerdings ergeben sich aus den Ergebnissen dieser
Entschlüsselung keine direkt brauchbaren Ergebnisse. Denn auch wenn wir DNA Abschnitte
sichtbaren Merkmalen zuordnen können, so ist es bereits viel schwieriger zu erklären wie der
biochemische Weg von einer Abfolge von Basen zu einem bestimmten Merkmal ist. Diese
(und andere) Fragen sind derzeit Gegenstand der Forschung. Das Problem reduziert sich im
Wesentlichen darauf, zu erfassen was unsere körpereigenen Proteine tun und wie sie
interagieren. Leider sind solche Interaktionsnetzwerke riesig und somit nicht durchschaubar.
Die Lösung für dieses Problem sind geeignete Visualisierungsverfahren, die es den
Biochemikern ermöglichen relevante Eigenschaften aus unüberschaubaren Netzwerken
herauszufiltern. Aber auch andere Aufgaben können mit Visualisierungstechniken erfüllt
werden. Als Beispiel sei hier die Simulierung von dynamischen Netzwerken für längere
Zeiträume erwähnt.
Diese Arbeit setzt es sich zum Ziel einen Überblick über derzeit gängige
Visualisierungsstrategien im Bereich der Biochemie zu geben, und gegebenenfalls
konkurrierende Ansätze zu vergleichen. Es werden dabei statische wie z.B.
Molekülvisualisierung, und auch dynamische Visualisierungen betrachtet (z.B. regulatorische
Netzwerke).
Im ersten Kapitel erfolgt eine Einführung in die notwendigen biologischen Grundlagen. Ich
beschränke mich hierbei auf den Vorgang der Proteinsynthese, weil er im Mittelpunkt des
wissenschaftlichen Interesses steht. Es darf aber nicht vergessen werden, dass es viele andere
biochemische Prozesse gibt.
Die Nachfolgenden Kapitel stellen Visualisierungsmethoden für verschiedne Arten von
biochemischen Netzwerken vor.
Visualisierung biochemischer Netzwerke Seite 3/26