Kategorie:Informationsverarbeitung auf zellulärer Ebene

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Inhaltsverzeichnis

Informationsträger

  • Gene: an, aus, Expressionsstärke-Regulation
  • RNA: vorhanden, nicht vorhanden, Regulation von RNA-Ableserate und RNA-Abbaurate
  • Proteine: an, aus, kontinuierlich über Konzentration
  • Signalmoleküle (niedermolekular, organisch): vorhanden, nicht vorhanden, kontinuierlich über Konzentration

Informationsverarbeitung

  • Produktion/Abbau sekundärer Signalmoleküle
    • z.B. GTP-Produktion
  • DNA-Steuerung
    • (De-)Methylierung
    • (De-)Kondensierung
  • Genexpression
    • Promotor ("hardcoded")
    • Transkriptionsfaktor
    • Suppressor
    • Enhancer
  • RNA-Steuerung
    • Abbau
    • Inhibition (RNAi)
    • Verstärkung (z.B. Poly-A-Verlängerung)
  • Protein-Protein-Wechselwirkung
    • Bindung
      • Konformationsänderung
      • strukturelle Komplementierung
    • (De-)Phosphorylierung
    • (De-)Methylierung
    • Dimer- & Multimerisierung
  • interzelluläre Kommunikation
    • Hormone
    • Nachbarschaftsanalyse

Signalkaskaden

An-/Ausschalten von Genexpression

(Circadiane) Rhythmen

Zyklus der Zellteilung

Feed Forward Loop

Negative Feedback Loop

Maschinensprache

  • Boole'sche Logik lässt sich auf zelluläre Prozesse anwenden, Verknüpfungen:
    • und
    • oder
    • exklusiv-oder
    • nicht
  • Datentypen: diskret (binär) oder kontinuierlich (Konzentrations-Gradienten)

Und

Beispiel: Protein A, Protein B, gesucht: A AND B

Lösung:

  • Dimerisierung AB
  • A (z.B. Kinase) aktiviert B

Oder

Protein A, Protein B, gesucht: A OR B

Lösung:

  • A und B entfalten analoge Funktion auf Informationsempfänger-Molekül, sind z.B. beides Kinasen

Exklusiv-Oder

Protein A, Protein B, gesucht A XOR B

Lösung:

  • über logischen Umweg über (A OR B) AND (NOT (A AND B))
  • verschiedene Modifikationen, z.B. Phosphorylierung & Methylierung des Informationsempfänger-Moleküls und bei gleichzeitiger Modifikation wird die aktive Domäne inaktiv, z.B. durch Bindung eines Inhibitors, der nur dann passt

Nicht

trivial: konstitutiv aktives Molekül, inaktiviert durch aktives anderes Molekül, z.B. Phosphatase

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