Design-Prinzipien einer Zelle

Zusammenfassung

Die Design-Prinzipien einer Zelle können bioinformatisch im Detail durch Sequenzanalysen und aufwendigere Verfahren entschlüsselt werden. Regulation, die Lokalisation von Proteinen, ihr Transport und ihre Sekretion sind ebenfalls genau in der Zelle kodiert und für die geordnete Struktur der Zelle entscheidend. Moderne Bild-gebende Verfahren und Imaging-Software helfen, diese Vorhersagen zu validieren. Wichtig ist auch die Klassifizierung aller zellulären Prozesse durch die Analyse der Gen-Ontologie. Kombiniert mit Informationen über das Protein-Protein-Interaktom kann das resultierende zelluläre Netzwerk mit Hilfe von Software wie CellDesigner oder Cytoscape nachvollzogen werden, z. B. sind für die Bewegung der Zelle Motorproteine und das Aktin-Myosin-Zytoskelett entscheidend. Stoffwechsel-„Design“ wird über Datenbanken wie KEGG schnell abgefragt oder über metabolische Modellierung (z. B. mit YANA oder Metatool) genauer berechnet. Komplexe Signalnetzwerke sind für schnelle Reaktionen (Stressantwort, Chemotaxis bei Bakterien) und insbesondere für die Vielzelligkeit wichtig. Sie werden mit dynamischer Modellierung im Detail modelliert (Zelldifferenzierung, Tumorentstehung, Embryologie, Entzündungsprozesse, Nervensystem).