MASTERARBEIT - Fachhochschule Salzburg

1. Einführung 3eingefügt werden können, um Einfügungen in anderen Sequenzen auszugleichen undeine spaltenweise Alignierung zusammenhängender Sequenzabschnitte zu ermöglichen.Das Alignment von Sequenzen gilt im Allgemeinen als nicht-triviale Problemstellung.Der paarweise Sequenzvergleich, also der Vergleich von nur zwei Sequenzen, kann schoneinen beträchtlichen Aufwand generieren, weist aber eine noch vergleichsweise niedrigealgorithmische Komplexität auf. Die Alignierung ganzer Sequenzgruppen führt zu deutlichbesseren Ergebnissen und einer höheren Sensitivität der Algorithmen. Der Aufwanddafür ist jedoch schon bedeutend größer, denn hinter einem effizienten und zielsicherenAlignmentverfahren stecken meist komplexe numerische, algorithmische und mathematischeMethoden und Überlegungen, welche die Forschung in der Bioinformatik prägen.Das Ziel aller Überlegungen ist einerseits eine performante Alignierungsmethode zu entwickeln,andererseits eine maximale Übereinstimmung der alignierten Sequenzen unterder Prämisse eines biologisch bzw. evolutionär sinnvollen Alignments zu erreichen.1.2 ÜberblickDas folgende Kapitel 2 führt in ausgewählte Grundlagen der Bioinformatik einund erklärt die zum Verständnis notwendigen Begriffe sowie den Aufbau von Proteinen.Nachdem Proteinsequenzen in der Bioinformatik üblicherweise in Form von Zeichenkettenverarbeitet werden, nimmt die Codierung und Speicherung von Proteinsequenzeneinen wesentlichen Teil dieses Kapitels ein.In Kapitel 3 werden die Grundlagen des Sequenzalignments vorgestellt und die BegriffeÄhnlichkeit und Distanz diskutiert. Einfache Beispiele führen in die grundlegendenAlgorithmen des paarweisen Sequenzalignments ein und zeigen einfache Scoring-Methoden zur objektiven und quantitativen Bewertung von Ähnlichkeit und Distanz.Das Kapitel 4 widmet sich den multiplen Sequenzaligments (MSA) und der Komplexitätmultipler Alignments. Am Beispiel ClustalW wird eine iterative Methode vorgestellt,in der Sequenzen schrittweise zu einem MSA aligniert werden.