Jahresbericht  'Thermodynamisches Modell'

Thermodynamisches Modell

Die Stabilität einer Bindung zwischen zwei DNA- bzw. RNA-Stücken kann im Hinblick auf das Chip-Experiment am besten durch die Temperatur ausgedrückt werden, bei der sich die beiden Teilstücke trennen. Sie kann (mittels eines Nearest-Neighbor-Modells) approximativ berechnet werden, unter der Annahme dass

$$T_M = \frac{\Delta H}{\Delta S \, + \, R \, \, \log C_T}$$

wobei $T_M$ die gesuchte Temperatur, $\Delta H$ die Enthalpie-Änderung, $\Delta S$ die Entropie-Änderung bei Bindungsreaktion und $C_T$ die Konzentration der DNA bzw. RNA bezeichnet. Damit lässt sich das Probenauswahl-Problem (zunächst für einzelne Sequenzen, unter Vernachlässigung der Familien-Sensitivitäts-Problematik) wie folgt formalisieren: Gegeben $n$ Sequenzen $s_1, s_2, \dots , s_n$, bestimme eine Temperatur $T$ und $n$ Proben $p_1, p_2, \dots , p_n$ so dass

$$T_M (s_i , p_i ) > T > T_M (s_i , p_k )$$   für alle$$\, k \neq i$$