Was ist eine Genomdatenbank?
Ein Genom ist eine Sammlung des gesamten in einem Organismus vorhandenen genetischen Materials. Da die Sequenz und Struktur dieses genetischen Materials das gesamte biologische Leben bestimmt, sind Wissenschaftler sehr daran interessiert herauszufinden, wofür sie alle sind. Eine Genomdatenbank ist eine Sammlung von Informationen über einen oder mehrere Organismen, auf die verwiesen wird, sodass ein Wissenschaftler alle verfügbaren genetischen Informationen einsehen kann, um ihn bei der Forschung zu unterstützen.
Genome sind sehr komplex und enthalten Milliarden von Basen in der Reihenfolge der Informationen. Computergestützte Datenbanken sind daher die einzige praktische Möglichkeit, die Details an einem Ort zu organisieren. Diese stehen in der Regel als Online-Datenbanken für die wissenschaftliche Forschung zur Verfügung. Ein relativ neues Gebiet der Wissenschaft, die Bioinformatik, ist entstanden, um die Interpretation biologischer Daten durch Computersysteme zu perfektionieren.
Genomdatenbanken enthalten die Sequenz der Gene eines Organismus, wenn die gesamte Sequenz bekannt ist. Andernfalls kann es Teilsequenzen enthalten. Beispielsweise wurden die Genome von Menschen, Mäusen und Drosophila- Fliegen sequenziert. Wenn die Sequenz eines Genoms bekannt ist, können Genetiker bestimmte Gene im Genom identifizieren. Jedes Gen ist das Anleitungsblatt für ein bestimmtes Zellprodukt.
Wenn ein Gen eine Mutation aufweist, hat es eine andere Sequenz als das normale funktionelle Gen. Mutationen können nützlich sein und ein nützliches Merkmal im mutierten Organismus hervorbringen. Sie können auch keinen Einfluss auf das Produkt haben oder die normale Funktionsweise des Organismus beeinträchtigen. Viele Erkrankungen sind beispielsweise auf Mutationen in einem bestimmten Gen zurückzuführen.
Mutationen können auch verwendet werden, um zu berechnen, wie eng eine bestimmte Art mit einer anderen verwandt ist, da sich im Laufe der Zeit mehr Mutationen ansammeln. Individuen können auch in der Genomsequenz variieren, zumal große Teile des Genoms keine Gene sind und kein essentielles Zellprodukt codieren. Eine Genomdatenbank enthält eine Sequenz von einem Organismus, der als Standard bezeichnet wird, es gibt jedoch viele geringfügige Unterschiede zwischen dem willkürlich gewählten Standard und den anderen Individuen in einer Spezies.
Trotz vieler Unterschiede sind Gene durch Sequenzen erkennbar. Wenn Genetiker wissen, was ein bestimmtes Gen in einem Organismus tut, dann erfüllt ein Gen mit einer ähnlichen Sequenz in einem anderen Tier höchstwahrscheinlich dieselbe Funktion. Genetiker können eine Genomdatenbank verwenden, um entweder ein Gen zu identifizieren, das sie untersuchen, oder um herauszufinden, was das Gen tut.
Jede Genomdatenbank ist durchsuchbar. Normalerweise können Wissenschaftler eine Datenbank auf verschiedene Arten durchsuchen. Normalerweise kann er oder sie die Sequenz eines Gens eingeben, das er oder sie sequenziert hat. Dann findet die Datenbank eine oder mehrere ähnliche Sequenzen zum Vergleich.
Eine einfachere Art, die Datenbank zu durchsuchen, besteht darin, nach einem Genschlüsselwort wie dem Namen des Gens zu suchen. Behörden wie die US-amerikanische Behörde für Biotechnologie-Informationen (NCBI) können Sequenzen unterschiedliche Referenznummern geben, und ein Genetiker kann auch eine Genomdatenbank mit einer dieser Kennungen durchsuchen. Er oder sie kann die Ergebnisse auch mit mehr Suchparametern eingrenzen. Informationen, auf die verwiesen wird, sind ein Merkmal der meisten Genomdatenbanken, und ein einzelnes Sequenzergebnis liefert dem Datenbankbenutzer auch nützliche Links für weitere genetische Informationen. Neben Informationen zu einer bestimmten Sequenz bieten viele Datenbanken eine visuelle Darstellung der Sequenz und der bemerkenswerten Merkmale dieses Bereichs.
Verschiedene Organismen können spezifische Genomdatenbanken haben, aber einige größere Datenbanken enthalten mehr als eine Art. Verschiedene Behörden kontrollieren die verschiedenen verfügbaren Datenbanken, sodass alle Datenbanken unterschiedliche Formate und Suchfunktionen verwenden können. Einige Beispiele für diese Behörden sind das NCBI, das European Bioinformatics Institute oder sogar einzelne Universitäten.