Quelltext der Seite DNA-Sequenzanalyse

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Eine '''DNA-Sequenzanalyse''' ist in der [[Molekularbiologie]] und [[Bioinformatik]] die automatisierte, computergestützte Bestimmung von ''charakteristischen Abschnitten'', insbesondere von bekannten [[Gen]]en und [[Vermutetes Gen|vermuteten Genen]], auf einer [[DNA-Sequenz]]. Untersucht werden die bei der [[DNA-Sequenzierung]] gewonnenen Informationen über die Abfolge und Position der [[Basenpaar]]e. Die Resultate dieser Tätigkeit werden auch ''[[Annotation#Biologie|Annotationen]]'' genannt, wobei sich die Sequenzanalyse nicht nur auf Annotationsmethoden beschränkt.

Die Analyse von DNA-Sequenzen wurde durch die Verfügbarkeit großer [[Genom|genomischer]] Datenmengen und der Notwendigkeit ihrer Interpretation bedingt.
Viele der für Nukleotid-Sequenzen entwickelten Methoden lassen sich auch genauso oder mit geringfügigen Modifikationen auf Aminosäure-Sequenzen, also die [[Primärstruktur]] von [[Protein]]en anwenden. Die Methoden, die zum überwiegenden Teil den so genannten [[Stringalgorithmus|Stringalgorithmen]] zuzurechnen sind, lassen sich – bei Vernachlässigung der Biologie-spezifischen Einschränkungen – sogar auf beliebige [[Symbolsequenz]]en übertragen.

Sequenzanalysen können durch folgende Probleme motiviert werden:
* Bei der [[DNA-Sequenzierung|Sequenzierung]] eines Genoms fallen Daten in Form von tausenden relativ kurzer Sequenzen an: Wie setzt man diese zusammen?
* [[Analogie (Biologie)|Analoge]] [[Gen]]e, Gene also, deren Proteinprodukte ähnliche Funktionen haben, können in verschiedenen Arten ähnliche Muster aufweisen; [[Homologie (Genetik)|homologe]] Gene können sich im Laufe der [[Evolution]] auseinanderentwickeln: Kann man unbekannte Gene im Menschen durch Kenntnis der homologen Gene in der Maus auffinden? Wie weit sind die Organismen genetisch voneinander getrennt? Wie viel Zeit ist seit ihrer Trennung im [[Stammbaum]] vergangen?
* [[Intron]]s und [[Exon]]s weisen unterschiedliche Muster und Statistiken auf, Gen-Kontrollregionen sind oft stark konserviert: Lassen sich diese Bereiche allein durch [[Mustererkennung|Mustervergleiche]] und statistische Analyse der n-[[Tupel]]-Häufigkeiten automatisch unterscheiden?
* Ein großer Teil der [[Genom|genomischen]] DNA besteht aus [[Nichtcodierende DNA|nichtcodierender DNA]], die durch relativ kurze sehr häufig wiederholte Einheiten (''repeats'') gekennzeichnet ist: Wie filtert man diese heraus, damit [[Suchverfahren|Suchalgorithmen]] nicht durch ''[[falsch positiv]]e'' Ergebnisse falsche oder irreführende Resultate produzieren?

== Algorithmen ==
=== Stringalgorithmen ===
Eine der häufigsten Problemstellungen ist die Suche nach bestimmten Teilsequenzen in einer Datenbank. Man kann entweder nach exakten Übereinstimmungen ([[String-Matching-Algorithmen]]) suchen oder nach allen ungefähren Entsprechungen innerhalb einer bestimmten [[Levenshtein-Distanz]] vom Suchstring.
Im englischen Sprachraum werden diese ''Anpassungen'' zweier Strings ''[[Sequenzalignment|sequence alignments]]'' genannt, was wiederum der ganzen Familie von ''Alignment''-[[Algorithmus|Algorithmen]] ihren Namen gab.
Der Begriff setzt sich auch im Deutschen mehr und mehr in unübersetzter Form durch.
Die weitaus bekanntesten Realisierungen von Alignments sind der [[Needleman-Wunsch-Algorithmus]] (globales Alignment), der [[Smith-Waterman-Algorithmus]] (lokales Alignment) und [[BLAST-Algorithmus]] (heuristisches paarweises Alignment).

== Weblinks ==
* [https://www.helpster.de/sequenzanalyse-nach-sanger-eine-verstaendliche-erklaerung_190732 Sequenzanalyse nach Sanger - eine verständliche Erklärung]
* [https://www.bfr.bund.de/cm/343/erbmaterial-von-erregern-vergleichen-um-krankheitsausbrueche-aufzuklaeren.pdf Erbmaterial von Erregern vergleichen, um Krankheitsausbrüche aufzuklären] – Stellungnahme des [[Bundesinstitut für Risikobewertung|Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR)]]

{{DEFAULTSORT:DnaSequenzanalyse}}
[[Kategorie:Molekularbiologie]]
[[Kategorie:Gentechnik]]
[[Kategorie:Bioinformatik]]
[[Kategorie:Nukleinsäure-Methode]]