Friedrich-Schiller - Chair for Bioinformatics Freiburg

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vi INHALTSVERZEICHNIS 5 Zusammenfassung und Ausblick 63 A Ergebnistabellen 65 A.1 Konservierte Sequenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 A.2 Unkonservierte Sequenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Literaturverzeichnis 73
Kapitel 1 Einleitung Für lange Zeit galt die Ribonukleinsäure in der Wissenschaft hauptsächlich als ein Bote für die DNA, bei der Umwandlung genetischer Informationen in Proteine. Doch mit der Entdeckung einer Vielzahl neuer Funktionen wanderte die RNA in den letzten Jahren immer mehr in den Blickpunkt der Forschung. Nicht-kodierende RNAs (ncRNAs) spielten dabei eine bedeutende Rolle [Edd01], [Sto02]. Anstatt translatierter Proteine produzieren sie funktionelle RNAs, welche in der Zelle an vielen wichtigen Prozessen beteiligt sind. • Ribonukleinsäuren sind Bestandteile wichtigster zellulärer Komponenten. Zu diesen gehören das Ribosom, das Spliceosom und die Telomerase. • Die tRNAs gewährleisten die Übersetzung des genetischen Codes. • RNA-Enzyme, die Ribozyme, katalysieren Phosphatgruppentransfers und Peptidbindungsformationen. Zu ihnen gehören unter anderen self-cleaving RNAs, self-splicing RNAs, sowie ribosomale RNAs. [FW05]. • Kleine RNA-Moleküle – smallRNAs – sind an der Inhibition von Genen und der Epigenese beteiligt. Zwei wesentliche Gruppen von smallRNAs sind dabei microRNAs und small interfering RNAs [Bar04]. Aber auch die Bereiche innerhalb der mRNAs enthalten Elemente, die bei der Kontrolle der Proteinexpression wichtige Aufgaben übernehmen. • Riboswitch-Elemente, auch als Regulons bezeichnet, binden an kleine Moleküle und steuern so die Aktivität der mRNA in Abhängigkeit dieser Moleküle [WCB02] oder Umgebungsbedingungen [NHB01]. • SECIS-Elemente steuern den Einbau der einundzwanzigsten proteinogenen Aminosäure Selenocystein [WSP97]. • IRES-Elemente beeinflussen den Einstiegspunkt des Ribosoms und damit den Translationsbeginn [KH05]. • Iron-Response-Elemente regulieren die translationale Effizienz in Abhängigkeit des Eisengehalts der Zelle [HK96]. Aufgrund dieser Entdeckungen und der damit gestiegenen Bedeutung der Ribonukleinsäuren wurde die Erforschung der RNA vom Science-Magazine zum wissenschaftlichen Durchbruch im Jahr 2002 gewählt [Cou02]. Wie bei Proteinen liegt der Schlüssel für diese Vielzahl von Funktionen in der Struktur, weshalb die automatische Suche nach funktionellen Strukturbereichen in der Bioinformatik eine bedeutende Rolle spielt. Da funktionelle Strukturen einem 1
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74 LITERATURVERZEICHNIS [Hof03] [HB
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