Transposable Elements
Transposable Elements
Wie entsteht eine Mutation? Eine mögliche Ursache sind sogenannte Transposable Elements (TE). Was sie sind und was sie können, erklärt ein digitales Lernseminar.
Gestalterisches Mentorat
Alessandro Holler
Kooperationspartner*innen
Ursula Oggenfuss
Laboratory of
Evolutionary Genomics,
University of Neuchâtel
Alessandro Holler
Kooperationspartner*innen
Ursula Oggenfuss
Laboratory of
Evolutionary Genomics,
University of Neuchâtel
Sie sind
nicht nur Junk DNA. Einige von ihnen können aktiv werden und massive
Veränderungen hervorrufen. Transposable Elements (TEs) sind mobile Abschnitte
der DNA. Sie verfolgen nur ein Ziel: Kopien von sich selbst zu erstellen
und/oder sich zu verschieben. So gelangen sie an neue Orte im Genom und
unterbrechen dort die bestehende Sequenz. Sie verändern also das Erbgut.
Barbara McClintock entdeckte TEs bereits in den 1940er Jahren beim bunten Mais
und erhielt 1983 für ihre wegweisende Entdeckung den Nobelpreis.
Die entstandene Website richtet sich an interessierte Laien und Biologiestudierende. Es beantwortet grundlegende Fragen rund um TEs und Mutationen mittels Illustrationen. Wo kommen sie vor? Wodurch werden sie beeinflusst? Den Kern der Arbeit bilden Animationen, die die Mechanismen des Kopierens und Verschiebens detailliert veranschaulichen. Eine modellhafte Bildsprache lässt die User in die molekulare Welt eintauchen. Die Verbindung von TEs als natürliche Bestandteile der DNA mit den möglichen Auswirkungen auf Lebewesen steht dabei im Fokus. An Beispielen wird sichtbar, wie ein TE neue Phänotypen hervorbringen kann: So wird klar, wie Blutorangen zu ihrer roten Färbung kommen und wieso manche Erbsen Dellen haben.
Die entstandene Website richtet sich an interessierte Laien und Biologiestudierende. Es beantwortet grundlegende Fragen rund um TEs und Mutationen mittels Illustrationen. Wo kommen sie vor? Wodurch werden sie beeinflusst? Den Kern der Arbeit bilden Animationen, die die Mechanismen des Kopierens und Verschiebens detailliert veranschaulichen. Eine modellhafte Bildsprache lässt die User in die molekulare Welt eintauchen. Die Verbindung von TEs als natürliche Bestandteile der DNA mit den möglichen Auswirkungen auf Lebewesen steht dabei im Fokus. An Beispielen wird sichtbar, wie ein TE neue Phänotypen hervorbringen kann: So wird klar, wie Blutorangen zu ihrer roten Färbung kommen und wieso manche Erbsen Dellen haben.
Prototyp Website über Transposable Elements
Illustrationen und Animationen aus der Website
Beispiele für Mutationen
Die Illustrationen stellen Beispiele dar, bei denen man herausgefunden hat, dass TEs die Ursache für die Mutation sind. Sie zeigen den normalen und den mutierten Phänotypen im direkten Vergleich. Die Auswahl beschränkt sich auf visuell einprägsame Beispiele.
Die Formgestaltung ist sachlich, neutral. Die farbich abgeglichenen Outlines und die matte Lichtgestaltung geben ihnen ihren Charakter. Der Einsatz von konkreten Beispielen hilft einen Bezug zu den doch abstrakten Transposable Elements herzustellen.
Die Illustrationen stellen Beispiele dar, bei denen man herausgefunden hat, dass TEs die Ursache für die Mutation sind. Sie zeigen den normalen und den mutierten Phänotypen im direkten Vergleich. Die Auswahl beschränkt sich auf visuell einprägsame Beispiele.
Die Formgestaltung ist sachlich, neutral. Die farbich abgeglichenen Outlines und die matte Lichtgestaltung geben ihnen ihren Charakter. Der Einsatz von konkreten Beispielen hilft einen Bezug zu den doch abstrakten Transposable Elements herzustellen.
Animation I
In dieser Animation wird erklärt, wie ein Transposable Element seine Position wechselt. Es nutzt dazu die vorhandenen Mechanismen einer Zelle und lässt sich sein eigenes “Transportprotein” herstellen.
In dieser Animation wird erklärt, wie ein Transposable Element seine Position wechselt. Es nutzt dazu die vorhandenen Mechanismen einer Zelle und lässt sich sein eigenes “Transportprotein” herstellen.
Animation II
Andere TEs verschieben sich nicht, können aber Kopien von sich herstellen lassen, die dann an eine neue Position gelangen. In dieser Animation sieht man wie sich eine Kugel aus Proteinen formt. Im Inneren entsteht eine neue Kopie eines TEs. Alle dazu notwendigen Proteine sind entweder allgemein vorhanden oder das TE codiert selbst für die Herstellung dieser Teilchen.
Andere TEs verschieben sich nicht, können aber Kopien von sich herstellen lassen, die dann an eine neue Position gelangen. In dieser Animation sieht man wie sich eine Kugel aus Proteinen formt. Im Inneren entsteht eine neue Kopie eines TEs. Alle dazu notwendigen Proteine sind entweder allgemein vorhanden oder das TE codiert selbst für die Herstellung dieser Teilchen.
Entwicklung und Prozess
Farbkonzept
In den Animationen arbeite ich mit warmen grau-blau Tönen für alles, was nicht direkt mit TEs zusammenhängt. Den Abschnitten eines TEs ist jeweils eine Buntfarbe zugeordnet.
In den Animationen arbeite ich mit warmen grau-blau Tönen für alles, was nicht direkt mit TEs zusammenhängt. Den Abschnitten eines TEs ist jeweils eine Buntfarbe zugeordnet.
Inhaltliches Storyboard
Noch bevor ich mit der eigentlichen Gestaltung beginnen konnte galt es die molekularen Abläufe zu verstehen. Als Hilfsmittel für die Kommunikation habe ich ein Storyboard mit den wichtigsten Zwischenschritten erstellt.
In wissenschaftlichen Publikationen wird DNA oft als Balken mit verschiedenen Abschnitten dargestellt. Diese Konvention habe ich in den Animationen aufgegriffen.
Noch bevor ich mit der eigentlichen Gestaltung beginnen konnte galt es die molekularen Abläufe zu verstehen. Als Hilfsmittel für die Kommunikation habe ich ein Storyboard mit den wichtigsten Zwischenschritten erstellt.
In wissenschaftlichen Publikationen wird DNA oft als Balken mit verschiedenen Abschnitten dargestellt. Diese Konvention habe ich in den Animationen aufgegriffen.
Einblick in Stilfindung und Animation
Es gab Entscheidungen, die klar auf eine Zielgruppe ausgerichtet waren, welche sich abstrahierte Visualisierungen von DNA gewohnt sind. Auf die Darstellung der Doppelhelix habe ich verzichtet, weil ihre Form von einem wichtigen Detail abgelenkt hat.
Es gab Entscheidungen, die klar auf eine Zielgruppe ausgerichtet waren, welche sich abstrahierte Visualisierungen von DNA gewohnt sind. Auf die Darstellung der Doppelhelix habe ich verzichtet, weil ihre Form von einem wichtigen Detail abgelenkt hat.
Entwurf Website
Die Scroll Down Website als Format ist die ideale Plattform, um Illustration, Animation und Text zu kombinieren. Diese Mischung ermöglicht es Studierenden auf eine lockere Art in ein komplexes, vielseitiges Thema einen Einstieg zu bieten. Es werden erste Fragen geklärt und Neugier geweckt.
Die Scroll Down Website als Format ist die ideale Plattform, um Illustration, Animation und Text zu kombinieren. Diese Mischung ermöglicht es Studierenden auf eine lockere Art in ein komplexes, vielseitiges Thema einen Einstieg zu bieten. Es werden erste Fragen geklärt und Neugier geweckt.
Formgestaltung
Die molekulare Welt darzustellen ist eine Herausforderung, da es viele Ungewissheiten gibt und die Betrachtenden kaum Vorwissen über die Formen mitbringen. Es geht in den Animationen primär darum, ein Verständnis für die Abläufe zu vermitteln. Deshalb sollen die Formen als Modelle gelesen werden. Im Stil der Animationen verbinde ich die Vorzüge der schematischen Darstellung mit der Räumlichkeit einer 3D- Animation.
Die molekulare Welt darzustellen ist eine Herausforderung, da es viele Ungewissheiten gibt und die Betrachtenden kaum Vorwissen über die Formen mitbringen. Es geht in den Animationen primär darum, ein Verständnis für die Abläufe zu vermitteln. Deshalb sollen die Formen als Modelle gelesen werden. Im Stil der Animationen verbinde ich die Vorzüge der schematischen Darstellung mit der Räumlichkeit einer 3D- Animation.
Farbvariationen
Oft hilft es etwas tatsächlich zu sehen, wenn man in der Gestaltung eine Entscheidung treffen möchte. Sichtbare Varianten erleichtern ausserdem das Gespräch über Visualisierungen. Inerhalb dieser Farbvarianten habe ich mich für die kontrastreichste Kombination entschieden, die farblich auch nicht an pflanzliche oder Blutzellen erinnert.
Oft hilft es etwas tatsächlich zu sehen, wenn man in der Gestaltung eine Entscheidung treffen möchte. Sichtbare Varianten erleichtern ausserdem das Gespräch über Visualisierungen. Inerhalb dieser Farbvarianten habe ich mich für die kontrastreichste Kombination entschieden, die farblich auch nicht an pflanzliche oder Blutzellen erinnert.
Animation in Cinema 4D
Während dem Projekt durfte ich neben den Inhalten auch viel Neues auf der technischen Seite lernen. Oft tauchten während dem Animieren neue inhaltliche Detailfragen auf. Meine Kooperationspartnerin hat diesen Austausch sehr geschätzt.
Während dem Projekt durfte ich neben den Inhalten auch viel Neues auf der technischen Seite lernen. Oft tauchten während dem Animieren neue inhaltliche Detailfragen auf. Meine Kooperationspartnerin hat diesen Austausch sehr geschätzt.
Ausblick und Dank
Das Projekt war nur möglich durch eine zuverlässige Begleitung auf der wissenschaftlichen Seite. Ursula Oggenfuss konnte mich mit ihrem Wissen über TEs immer wieder begeistern. Sie plant die Visualisierungen zu nutzen, sicher für die Kommunikation unter FachkollegInnen und Studierenden, wenn möglich auch in einer Vorlesung.
Vielen Dank für die Unterstützung an die Assistenzprofessoren Daniel Croll und Alexander Sang-Jae Suh.
Das Projekt war nur möglich durch eine zuverlässige Begleitung auf der wissenschaftlichen Seite. Ursula Oggenfuss konnte mich mit ihrem Wissen über TEs immer wieder begeistern. Sie plant die Visualisierungen zu nutzen, sicher für die Kommunikation unter FachkollegInnen und Studierenden, wenn möglich auch in einer Vorlesung.
Vielen Dank für die Unterstützung an die Assistenzprofessoren Daniel Croll und Alexander Sang-Jae Suh.
Eine Skizze aus der Kommunikation
︎ tinaschwendener
︎ tina-schwendener.com