Strukturbioinformatik: Die Weiterführung der Sequenzierung

Die Sequenzierung des Erbguts gilt mittlerweile als gut erschlossener Teilbereich der Bioinformatik. Sie stellt allerdings nur einen kleinen Teil des gesamten Themenkomplexes dar und dient weiteren Entwicklungen als sichere Arbeitsgrundlage. Eine dieser Entwicklungen ist die Strukturbioinformatik. Sie befasst sich vornehmlich mit der Proteomik: Dies ist die Erforschung des Verhaltens und der Symbiose aller Proteine einer Zelle zu einem gegebenen Zeitpunkt. Im Vordergrund dieser Arbeit steht zunächst die Analyse der Sekundär- und Tertiärstruktur. Der Biologie sind bis zu vier Strukturstufen von Proteinen bekannt.

Die Primärstruktur wird dabei von der Sequenzierung in der Bioinformatik festgestellt - sie gibt an, welche einzelnen Aminosäurebausteine ein Protein beinhaltet. Weiterführend stellt sich allerdings die Frage, welche Struktur das neu entstandene Protein annehmen wird: Damit befassen sich die darauffolgenden drei Stufen. Gleichzeitig geht es der Strukturbioinformatik um die Erforschung des Verhaltens eines Proteins, wenn es mit einem andersartigen Molekül in Verbindung kommt. Dies kann beispielsweise bei der genetischen Mutation der Fall sein. Für Medizin und Pharmazie ist solches Wissen wichtig, um möglichst schon vorher zu wissen, wie sich eine genetische Mutation äußern wird. Gleichzeitig kann auf diese Weise rechnerisch ermittelt werden, wie sich ein bestimmtes Medikament auf ein Protein als Produkt einer Mutation der DNA verhalten wird.

Die Informatik kommt an dieser Stelle wieder durch Datenbanken ins Spiel. Es gibt weltweit mehr als 350 Datenbanken, die sich mit der Strukturbioinformatik befassen. Ausgelesen werden können sie über spezielle Suchmaschinen, die von Bioinformatikern bei der Arbeit eingesetzt werden. Zu den bekanntesten Suchmaschinen gehören etwa der Bioinformatik-Harvester oder Entrez Gene vom NCBI.