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Das Chaos ordnen

Der Computer muss alles ertasten

In Eis eingebettete Amöbenzelle © MPG/Science

Ist das räumliche Bild der Zelle erst einmal bestimmt und erscheint auf dem Computerbildschirm, geht es darum, das Gewirr in ihrem Inneren zu gliedern und in fassbare Strukturen einzuteilen – Segmentieren nennen das die Fachleute. Oft scheitert diese Methode jedoch daran, dass in der übervölkerten Zelle viele Proteinkomplexe zu eng aneinander liegen. Der Computer kann dann nicht mehr erkennen, wo der eine aufhört und der nächste anfängt.

Welche Enzyme in einer Zelle arbeiten, ist zum großen Teil bekannt, und soweit man deren räumliche Struktur mit physikalischen Methoden – etwa der Röntgenstrukturanalyse oder der Elektronenmikroskopie – ermittelt hat, kennt man auch ihre Form. Diese Kenntnis wollen die Martinsrieder Forscher nutzen, um die Muster bestimmter Molekülkomplexe in den 3-D-Datensätzen zu finden.

Trotzdem ist es noch eine Herkulesarbeit für den Computer, diese Komplexe im Inneren der Zelle auszumachen. Es ist das alte Problem, das Informatiker mit dem „Blick in einen Werkzeugkasten“ umschreiben: Der Mensch ist intuitiv in der Lage, auf einen Blick zum Beispiel einen Schraubenschlüssel aus der Fülle anderer Werkzeuge herauszufinden.

Der Rechner kann das nicht. Er muss mühsam das Bild des Werkzeugkastens abtasten und mit dem vorgegebenen Schema des Schraubenschlüssels vergleichen. Dabei variiert er nicht nur die Position des gesuchten Werkzeugs, sondern auch noch dessen Drehwinkel. Auch wenn Computer schnell sind, dauert diese Aufgabe mit ihren unzähligen Schritten meist sehr lang.

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Stand: 18.03.2004

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Neuland in drei Dimensionen
Ein Blick ins Innere der Zelle

Zu viele Elektronen sind der Zelle Tod
Bestrahlungszeit darf nicht zu hoch sein

Keine Zeit für Eiskristalle
Entwicklung der Kryo-Elektronentomographie

Parallelrechner „entschleiert“ die Bilder
CCD-Kamera und Computer als Hilfsmittel

Das Chaos ordnen
Der Computer muss alles ertasten

„Phantomzellen“ als Testobjekt
Auf die Gesamtschau kommt es an

Mit „Salami-Taktik“ an dicke Zellen
Auf der Suche nach Neuland

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