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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

$\displaystyle 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

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


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