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status_changed: 2012-08-14 15:06:52
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Knoch, Tobias Aurelius
title: Approaching the Three-Dimensional Organization of the Human Genome
title_de: Annäherung an die Drei-Dimensionale Organisation des Humanen Genoms
ispublished: pub
subjects: ddc-530
divisions: i-850300
adv_faculty: af-13
keywords: Genom Organisation, Chromosomen Struktur, lang-reichweitige Korrelationen, in vivo Chromatin Markierung, simultane Ko-Transfektiongenome organisation, chromosome structure, long-range correlation, in vivo chromatin labelling, simultaneous co-transfection
cterms_swd: Genom, Zellkern, DNS, Histone, Nukleosom, Chromatin, Monte Carlo, Brownsche Dynamik, Skalierung, Fraktal, Diffusion, Korrelation, Grün Fluoreszierende
note: Teile in: Knoch, T. A. Approaching the three-dimensional organization of the human genome. TAK Press, Dr. Tobias A. Knoch, Mannheim, Germany, ISBN 3-00-009959-X (soft cover, 3rd ed.), ISBN 3-00-009960-3 (hard cover, 3rd ed.), 2002.
abstract: To approach the still largely unknown sequential and three-dimensional organization of the human cell nucleus, the structural-, scaling- and dynamic properties of interphase chromosomes and cell nuclei were simulated on the 30 nm chromatin fiber level with Monte Carlo, Brownian Dynamics and parallel computing methods. Differences between used models explain various experimental conditions, favouring a Multi-Loop-Subcompartment model with 63-126 kbp loops aggregated to possibly rosettes connected by 63-126 kbp linkers, and predict correctly the transport of molecules by moderately obstructed diffusion excluding the Inter-Chromosomal Domain hypothesis. Correlation analyses of completely sequenced Archaea, Bacteria and Eukarya chromosomes revealed fine-structured positive long-range correlations due to codon, nucleosomal or block organization of the genomes, allowing classification and tree construction. By construction and expression of fusionproteins from the histones H1, H2A, H2B, H3, H4 and mH2A1.2 with the autofluorescent proteins CFP, GFP, YFP, DsRed-1 and DsRed-2, the chromatin morphology could be investigated in vivo during interphase, mitosis or apoptosis and revealed different interphase morphologies for cell lines, quantifiable by scaling analyses. Finally, construct conversions in simultaneous co-transfections due to recombination/repair/replication were discovered in *25 % of cells and led to a variety of new applications.
abstract_translated_text: Um sich an die immer noch weitgehend unbekannte sequentielle und dreidimensionale Organisation des menschlichen Zellkernes anzunähren, wurden strukturelle, skalierungs und dynamische Eigenschaften von Chromosomen und Zellkernen in der Interphase auf der Ebene der 30 nm Chromatinfaser mit Monte Carlo, Brownschen Dynamic und parallelen Computer Methoden simuliert. Unterschiede zwischen den benutzten Modellen erklären verschiedene experimentelle Bedingungen, die ein Multi-Loop-Subcompartment Modell mit 63-126 kbp Schleifen, die zu Rosetten aggregiert und durch einen 63-126 kbp Linker verbunden sind, favorisieren. Dieses Modell sagt auch die Mobilität von Molekülen durch moderat behinderte Diffusion korrekt vorher. Korrelations Analysen von komplett sequenzierten Archaea, Bacteria und Eukarya Chromosomen zeigten fein-strukturierte positive lang-reichweitige Korrelationen aufgrund von Codon-, Nucleosomen- und Blockorganisation dieser Genome, die Klassifikation und Baumkonstruktion ermöglichen. Konstruktion und Expression von Fusionsproteinen aus den Histonen H1, H2A, H2B, H3, H4 und mH2A1.2 mit den autofluoreszenten Proteinen CFP, GFP, YFP, DsRed-1 und DsRed-2 erlaubte die Untersuchung der Chromatinstruktur in vivo während der Interphase, der Mitose oder Apoptose und zeigte verschiedene Interphase-Morphologien, quantifizierbar mit Skalierungsanalysen. Schließlich, wurden Konstrukt-Konversionen in simultanen Ko-Transfektionen basierend auf Rekombination/Reparatur/Replikation in *25 % der Zellen entdeckt.
abstract_translated_lang: ger
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class_labels: G06.184.307, A11.284.187, D12.776.664.224, D12.776.660.470, A11.284.170, G05.430, D12.776.532, G05.825
date: 2002
date_type: published
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id_number: 10.11588/heidok.00003105
ppn_swb: 1643404326
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-31055
date_accepted: 2002-07-09
advisor: HASH(0x55e0f7e66900)
language: eng
bibsort: KNOCHTOBIAAPPROACHIN2002
full_text_status: public
citation:   Knoch, Tobias Aurelius  (2002) Approaching the Three-Dimensional Organization of the Human Genome.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/3105/1/TAKnoch-EDiss-Edit_020914.pdf