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wie er inzwischen auf jedem Rechner zur Verfügung steht.
Diese einfachen drei Regeln führen dazu, daß ein Molekül der Länge x ungefähr 2^x Möglichkeiten hat, sich zu strukturieren. Wie findet man in einer sich mit jedem Nukleotid verdoppelnden Vielfalt von Strukturen die sprichwörtliche Nadel im Heuhaufen?
Die Lage ist zum Glück nicht so völlig aussichtslos, da dieser kombinatorische Strukturraum durch die biophysikalischen Eigenschaften der RNA eingeschränkt wird. Kettenmoleküle wie die RNA nehmen gemäß der Thermodynamik die Struktur mit dem niedrigsten Energieniveau ein.
Nun könnte man meinen, daß nur eine übrig bleibt, die man durch Nachbildung der Energieregeln bestimmen kann. Leider ist die Situation nicht so einfach, da die Umgebung eines Moleküls Einfluß auf seine Struktur hat. Typischerweise ist ein >RNA-Molekül in einer Zelle von einer Vielzahl von Proteinen und Salzen in wässriger Lösung umgeben.
Die Vorgehensweise des Molekularbiologen bei der Strukturanalyse gleicht der eines Detektives. Viele kleine Fakten und Hinweise führen zu einem Gesamtergebnis.
Die Königsdisziplin, die Röntgenstrukturanalyse, ist in der Lage, die Position einzelner Atome zu bestimmen - leider nur bei Molekülen einer begrenzten Größe. Mit anderen Verfahren ist es möglich zu bestimmen, ob ein Element der Nukleotidkette gepaart ist oder nicht. Zusätzliche Hinweise erhält man durch den Vergleich mit den analogen Molekülen verwandter Organismen. Mit diesen Informationen und den thermodynamischen Paarungsregeln ist es möglich, Hypothesen über die tatsächliche Struktur des RNA-Moleküls mit Hilfe eines Computerprogramms zu berechnen.
Trotz all dieser Zusatzfakten bleibt also eine Menge potentieller Kandidaten übrig, die der Experte sichten und für weitere Experimente auswählen muß. Häufig sieht man dabei Molekularbiologen mit einem Stapel Papier hantieren, auf dem alle Kandidaten abgebildet sind. Eine scherzhafte Bemerkung über dieses "Daumenkino" führte zum Projekt RNA-Movies.
RNA-Movies ist ein Programm, daß sich genauso verhält wie ein gängiger
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wie er inzwischen auf jedem Rechner zur Verfügung steht.
Ein Drehbuch für RNA-Movies besteht aus einer Folge von Strukturbeschreibungen. Daraus wird eine animierte Graphik erzeugt - sozusagen ein Film - in dem wir zusehen können, wie ein Molekül seine eigenen Faltungsmöglichkeiten erkundet. Die Animation lenkt unser Augenmerk automatisch auf die Unterschiede in einer Folge ähnlicher Strukturen und man sieht auf einen Blick, wo sich etwas bewegt und wo Ruhe herrscht. Die RNA-Movies sind daher geeignet, alternative Strukturvorschläge oder auch Strukturübergänge zu untersuchen, ist aber selbst ein reines Werkzeug zur Visualisierung.