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Lexikon der Biologie: Sequenzanalyse

Sequenzanalyse w, 1) Molekularbiologie: a) die Sequenzierung. b) Die sich an die Sequenzierung anschließende Struktur- und Funktionsanalyse von Nucleotidsequenzen (Desoxyribonucleinsäuren, Ribonucleinsäuren) bzw. Aminosäuresequenzen (Proteine). Zur Unterstützung der Sequenzanalyse stehen immer leistungsfähigere Computerprogramme und öffentlich über das Internet zugängliche und untereinander vernetzte Datenbanken (Bioinformatik) zur Verfügung. Mit deren Hilfe können z.B. Restriktionskarten (Mapping, Restriktionsanalyse) von DNA-Sequenzen ermittelt oder aber Nucleotidsequenzen nach codierenden Bereichen, Promotor- und Terminatorsequenzen oder Spleißschnittstellen (spleißen) abgesucht werden. Zudem können durch computerunterstützte Sequenzanalyse Vorhersagen über mögliche Strukturmerkmale von Nucleinsäureketten bzw. von Proteinen getroffen werden (Strukturvorhersage). Funktionelle Aussagen lassen sich oftmals aufgrund von Sequenzähnlichkeiten (Sequenzhomologie) mit in ihrer Funktion bekannten Nucleotid- bzw. Aminosäuresequenzen gewinnen. Genomik, Gilbert (W.), Massenspektrometrie, Proteomik, Sanger (F.), Sequenz-alignment, statistische Geometrie, Struktur-Funktion-Beziehung. 2) Ethologie: sequentielle Analyse, sequential analysis, die Untersuchung der Reihenfolge von Verhaltensweisen (Verhalten) im Verhaltensstrom, um Muster im Verhaltensablauf zu erkennen. Eine Verhaltenssequenz, bei der die beteiligten Verhaltensweisen immer in der gleichen Reihenfolge ablaufen, wird als determiniert bezeichnet ( vgl. Infobox ). Meist sind die Verhaltenssequenzen variabel, zeigen aber eine gewisse Vorhersagbarkeit (stochastische oder probabilistische Sequenz; funktionelle Nähe). Sequenzen ohne zeitliche Struktur, bei denen die einzelnen Verhaltenskomponenten unabhängig voneinander sind, werden als zufällige Sequenzen bezeichnet. – Die am häufigsten analysierten Ereignisfolgen sind die sog. Markow-Ketten ( vgl. Infobox ): dabei wird überprüft, ob in einer Kette von Verhaltensweisen (A → B → C → A → B) eine Verhaltensweise (beispielsweise B) unmittelbar vom vorangehenden Kettenglied (A) abhängt. Dazu wird errechnet, ob 2 Verhaltensweisen öfter aufeinanderfolgen, als zufallsgemäß zu erwarten wäre. Hierfür wird eine Übergangsmatrix (transition matrix) anhand der beobachteten Häufigkeiten erstellt, und anschließend für jedes mögliche Kettenpärchen a) die beobachtete Übergangswahrscheinlichkeit und b) die aufgrund der Vorkommenshäufigkeit der einzelnen Kettenglieder zu erwartende Übergangswahrscheinlichkeit berechnet und statistisch miteinander verglichen. Komplexere statistische Verfahren ermöglichen es auch, Zusammenhänge von Kettengliedern zu überprüfen, die nicht unmittelbar aufeinanderfolgen, weil andere Ereignisse noch dazwischen liegen (lag sequential methods). Für die Untersuchung auf Regelmäßigkeit von zeitlichen Abständen (Zeitintervallen) einer bestimmten Aktivität (Zeit-Sequenz-Daten) werden sog. Zeitreihenanalysen eingesetzt. Sie erlauben die genaue Analyse von Verhaltenszyklen (Chronobiologie), Synchronizität und den Zusammenhang zwischen 2 verschiedenen Zeitserien. Beobachtungsverfahren.

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