This master thesis deals with recognition of a person by comparing symptom sets extracted from images of the retinal vessels pattern. The first part includes the insight into biometric issues, the punctual analysis of human identification using retina images, and especially the literature research of methods of extraction and comparison. In the practical part there were realized algorithms for human identification with the method of nearest neighbor search (NS), translation, template matching (TM) and extended NS and TM including more symptoms, for which MATLAB program was used. The thesis includes testing of suggested programs on the biometric database of symptomatic vectors with the following evaluation.

This paper demonstrates object oriented geographic databases's applying. It is based on geographic information systems. It describes properties of geographical information systems and their uses in practise. There are also described main properties and methods of object oriented standards in this paper. All of them are used in geographical oriented systems. New ideas are defined, object oriented raster, object oriented vector and some methods defining storing these items in object oriented database. Proposal for a method of storing data in a geographical object-oriented database is supported by case study.

The strain Rhodococcus erythropolis A4 is a source of enzymes nitrilhydratase and amidase, that catalyse conversion of nitriles and amides. These enzymes are used in industrial biotransformation and bioremediation. Since it was difficult to carry out genetic manipulations aimed at increasing the production of these enzymes in the strain A4, the corresponding genes (ami and nha1 + nha2) of a related strain R. erythropolis CCM2595, in which both plasmid and chromosome manipulations can be routinely performed, were identified and analyzed in this diploma theses. The ami and nha1 + nha2 genes from the strain R. erythropolis CCM2595 were isolated and sequenced together with the flanking regions (5.5 kb in total). The organization of these genes and the expected regulatory genes was described in the strain CCM2595 and mechanisms of regulation of expression of these genes were studied. For the analysis of transcription of amidase and nitrilhydratase genes from both strains of R. erythropolis, the promoter-probe vector pEPR1 replicating in Escherichia coli and R. erythropolis was used. Transcriptional fusion of Pami promoters of the strains A4 and CCM2595 and the reporter gfp gene were constructed. The activity of the Pami promoter was measured by means of fluorescence of gfp gene product (green fluorescent...

The diploma thesis deals with the simulation of induction motor control with respect to high efficiency. The theory of an induction motor is described here, with emphasis on its losses. Scalar and vector control are also described here. Vector control is optimized for higher efficiency. Subsequently, the creation of a model in the program MATLAB - Simulink is described here, for the comparison of vector control with and without optimization.

Den här studien beskriver hur grafikkort kan användas på en bredare front änmultimedia. Arbetet förklarar och diskuterar huvudsakliga alternativ som finnstill att använda grafikkort till generella operationer i dagsläget. Inom denna studieanvänds Nvidias CUDA arkitektur. Studien beskriver hur grafikkort användstill egna operationer rent praktiskt ur perspektivet att vi redan kan programmerai högnivåspråk och har grundläggande kunskap om hur en dator fungerar. Vianvänder s.k. accelererade bibliotek på grafikkortet (THRUST och CUBLAS) föratt uppnå målet som är utveckling av programvara och prestandatest. Resultatetär program som använder GPU:n till generella och prestandatest av dessa,för lösning av olika problem (matrismultiplikation, sortering, binärsökning ochvektor-inventering) där grafikkortet jämförs med processorn seriellt och parallellt.Resultat visar att grafikkortet exekverar upp till ungefär 50 gånger snabbare(tidsmässigt) kod jämfört med seriella program på processorn. / This study describes how we can use graphics cards for general purpose computingwhich differs from the most usual field where graphics cards are used, multimedia.The study describes and discusses present day alternatives for usinggraphic cards for general operations. In this study we use and describe NvidiaCUDA architecture. The study describes how we can use graphic cards for generaloperations from the point of view that we have programming knowledgein some high-level programming language and knowledge of how a computerworks. We use accelerated libraries (THRUST and CUBLAS) to achieve our goalson the graphics card, which are software development and benchmarking. Theresults are programs countering certain problems (matrix multiplication, sorting,binary search, vector inverting) and the execution time and speedup forthese programs. The graphics card is compared to the processor in serial andthe processor in parallel. Results show a speedup of up to approximatly 50 timescompared to serial implementations on the processor.

Land use transition in dryland ecosystems is one of the major driving forces to landscape change that directly impacts the welfare of humans. In this study, the support vector machine (SVM) classification algorithm and cross tabulation matrix analysis are used to identify systematic and random processes of change. The magnitude and prevailing signals of land use transitions are assessed taking into account net change and swap change. Moreover, spatiotemporal patterns and the relationship of precipitation and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) are explored to evaluate landscape degradation. The assessment showed that 44% of net change and about 54% of total change occurred during the study period, with the latter being due to swap change. The conversion of over 39% of woodland to cropland accounts for the existence of the highest loss of valuable ecosystem of the region. The spatial relationship of NDVI and precipitation also showed R2 of below 0.5 over 55% of the landscape with no significant changes in the precipitation trend, thus representing an indicative symptom of land degradation. This in-depth analysis of random and systematic landscape change is crucial for designing policy intervention to halt woodland degradation in this fragile environment.

Mit Pfeilen lassen sich auf angemessene Weise im Physik- und Mathematikunterricht in verschiedenen Themenbereichen vektorielle Betrachtungen umsetzen. Solche Vektorpfeile stellen ein Symbolsystem dar, mit dem sich Situationen mathematisieren und Probleme modellieren lassen. Ist das Wissen um die Handhabung der Vektorpfeile nicht an spezielle Inhalte und Kontexte gebunden, eröffnen sich für den Agierenden auch in unbekannten, neuen Situationen erweiterte Handlungsoptionen. Vektorpfeile funktionieren dann als sogenannte mentale Werkzeuge. Es war das Ziel der im Mechanikunterricht der Mittelstufe umgesetzten Studie, einen entsprechenden Transfer von Wissen sichtbar zu machen. Die Studie ist als quasiexperimentelle Feldstudie mit drei Treatmentgruppen und einer Baselinegruppe angelegt worden. Die Treatments umfassen mehrstündige Lerneinheiten, in denen das Konzept der Vektorpfeile mit ein, zwei beziehungsweise ohne physikalische Anwendungen der Pfeile gelehrt wurde. Eine erhöhte Anzahl an Anwendungen betont die Inhaltsunabhängigkeit und Flexibilität der Pfeile und vermittelt sie im Sinne eines mentalen Werkzeugs. Hypothesenkonform wird bezüglich einer Skala des Nachtests sichtbar, dass der Unterricht, der mehrere Anwendungen umfasst, zu höheren Leistungen der Probanden bei ihnen unbekannten Anwendungen führt. Außerdem zeigt eine explorative Analyse, dass schwache Probanden besonders vom anwendungsreichen Unterricht profitieren. Es wird jedoch insgesamt deutlich, dass für die Nutzung der Vektorpfeile als mentales Werkzeug weitere Einflussfaktoren eine Rolle spielen. / Arrows can be used in an adequate way to carry out vector calculations in different subject areas of physics and mathematics education. Such vector arrows can be understood as a symbol system with which situations and problems can be modelled mathematically. If the knowledge about the usage of arrows is not attached to specific contents and contexts, additional options arise in new and unknown situations. In this case vector arrows act as so called mental tools. It was the aim of the implemented study to verify such a transfer of knowledge in mechanics education of middle school. The study was designed as a quasi-experimental field study with three treatment groups and one baseline group. The treatments consists of four lessons in which the concept of vector arrows was taught with one, two or without an embodiment of the arrows by physical quantity. An increased number of embodiments emphasizes the independence of contents and the flexibility of the arrows. Thus, arrows become a mental tool. In line with the hypothesis one scale of the post-test shows that the teaching, which involves multiple embodiments of arrows, leads to higher performance related to unknown embodiments.However, it becomes clear, that other factors play a role in the usage of arrows as mental tools.

In der vorliegenden Arbeit soll der Zusammenhang zwischen Staatsverschuldung und Inflation untersucht werden. Es werden theoretische Übertragungswege von der Staatsverschuldung über die Geldmenge und die langfristigen Zinsen hin zur Inflation gezeigt. Aufbauend auf diesen theoretischen Überlegungen werden die Variablen Staatsverschuldung, Verbraucherpreisindex, Geldmenge M3 und langfristige Zinsen im Rahmen eines Vektor-Fehlerkorrekturmodells untersucht. In der empirischen Analyse werden die Variablen für Deutschland in dem Zeitraum vom 1. Quartal 1991 bis zum 4. Quartal 2010 betrachtet. In ein Vektor-Fehlerkorrekturmodell fließen alle Variablen als potentiell endogen in das Modell ein. Die Ermittlung der Kointegrationsbeziehungen und die Schätzung des Vektor-Fehlerkorrekturmodells erfolgen mithilfe des Johansen-Verfahrens. / In the following study the relation between the public debt and the inflation will be analysed. The transmission from the public debt to the inflation through the money supply and long term interest rate will be shown. Based on these theoretical thoughts the variables public debt, consumer price index, money supply m3 and the long term interest rate will be analysed within a vector error correction model. In the empirical part of this paper we will evaluate the timeperiod from the first quarter in 1991 until the fourth quarter in 2010 for Germany. In a vector error correction model every variable can be taken as endogenous. The variables in the model will be tested for cointegrated relationships and estimated with the Johansen-Approach.

Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung neuer Substanzen für die Gentherapie. Diese beinhaltet die Behebung von erblich bedingten Krankheiten wie z.B. Mucoviscidose. Dabei werden im Zellkern defekte Gene durch normale, gesunde DNA-Sequenzen ersetzt. Zur Einschleusung des Genmaterials in die Zellen (Transfektion) werden geeignete Transport-Systeme bzw. Methoden benötigt, die dort die Freisetzung der neu einzubauenden Gene (Genexpression ausgedrückt in Transfektionseffizienzen) gestatten. Hierfür wurden neue Polykation-DNA-Komplexe (Vektoren) auf Basis kationischer Polymere wie Poly(ethylenimin) (PEI) hergestellt, charakterisiert und nachfolgend in Transfektionsversuchen an verschiedenen Zelllinien eingesetzt.<br> Sowohl das kationische Ausgangspolymer PEI als auch das Pfropfcopolymer PEI-g-PEO (PEO-Seitenketten zur Erhöhung der Biokompatibilität) wurden mit Rezeptorliganden modifiziert, um eine verbesserte und spezifische Transfektion an ausgesuchten Zellen zu erreichen. Als Liganden wurden Folsäure (Transfektion an HeLa-Zellen), Triiod-L-thyronin (HepG2-Zellen) und die Uronsäuren der Galactose, Mannose, Glucose sowie die Lactobionsäure (HeLa-, HepG2- und 16HBE-Zellen) verwendet.<br> Das PEI, die Pfropfcopolymere PEI-g-PEO und die Ligand-funktionalisierten Copolymere wurden hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung und molekularen Parameter charakterisiert. Die Molmassenuntersuchungen mittels Größenausschlusschromatographie zeigten, dass nach der Synthese unterschiedliche Polymerfraktionen mit nicht einheitlicher chemischer Zusammensetzung vorlagen.<br> Die anschließenden Transfektionsversuche wurden mit Hilfe einer speziellen DNA (Luciferase) an den Zelllinien HepG2 (Leberkrebszellen), HeLa (Gebärmutterhalskrebszellen) und 16HBE (Atemwegsepithelzellen) durchgeführt. Die T3(Triiod-L-thyronin)-Vektoren zeigten in Abhängigkeit vom eingesetzten Komplexverhältnis Polykation/DNA ein Maximum in der Transfektion an HepG2-Zellen. Die Hypothese der rezeptorvermittelten Endozytose ließ sich durch entsprechende T3-Überschuss-Experimente und Fluoreszenzmikroskopie-Untersuchungen bestätigen. Dagegen konnte bei den Folsäure-Vektoren keine rezeptorvermittelte Endozytose beobachtet werden.<br> Bei den Vektoren mit Mannuronsäure-Ligand (Man) konnte an allen drei Zelllinien (HepG2, HeLa, 16HBE) eine konstante, hohe Transfereffizienz nachgewiesen werden. Sie waren bei allen eingesetzten Polymer-DNA-Verhältnissen effizienter als der Vergleichsvektor PEI. Dieses Transfektionsverhalten ließ sich durch Blockierung der Zuckerstruktur unterbinden. In Transfektionsexperimenten mit einem Überschuss an freier Mannuronsäure und fluoreszenzmikroskopischen Untersuchungen konnte eine rezeptorvermittelte Endozytose der Man-Vektoren an den o.g. Zelllinien nachgewiesen werden. Die anderen Uronsäure-Konjugate zeigten keine signifikanten Abweichungen im Transfektionsverhalten im Vergleich zum PEI-Vektor. / The goal of this work was the development of new non-viral gene transfer systems for the somatic gene therapy. For these non-viral gene vectors (polycation-DNA-complexes) on the base of ligand-functionalized polycations were synthesized, characterized and tested in transfection trials on different cell cultures (HepG2, HeLa, 16HBE).<br> In preliminary investigations PEI-g-PEO copolymers with different grafting densities of poly(ethylene oxide) PEO8 were synthesized and characterized. This was followed by modification of PEI and the copolymer PEI-g-PEO(20) with specific receptor ligands for transfection studies to the cell lines mentioned above. Folic acid (transfection at HeLa cells), triiodo-L-thyronine (HepG2 cells) and the uronic acids of galactose, mannose, glucose as well as the lactobionic acid (HeLa, HepG2 and 16HBE cells) were used as ligands. The coupling of the ligands was performed either without a spacer or via PEO side chains and was realized by carbodiimids.<br> The PEI and the grafted copolymers PEI-g-PEO as well as the ligand-functionalized copolymers were characterized regarding to their chemical composition and molecular parameters. Molar masses from sedimentation rate experiments of the AUC were obtained within the range of 35000 to 70000 g/mol. The molar mass investigations by means of SEC-MALLS revealed that after the grafting process both copolymers with heterogeneous chemical composition and unmodified PEI were present. The polydispersity of all PEI-g-PEO(20) based copolymers increased significantly compared with unmodified PEI. The molar masses increased with higher conversion degree as expected. The highly-substituted products exhibited an increasingly more compact structure in aqueous solution.<br> The following transfection studies were accomplished with the help of a luciferase reporter genes at the cultures HepG2 (liver cancer cells), HeLa (cervix cancer cells) and 16HBE (lung epithelium cells). The grafted copolymers PEI-g-PEO were compared to the unmodified PEI vector in transfection experiments. Here an almost identical transfer efficiency compared to the unmodified PEI vector could be maintained accompanied by reduced toxicity up to a PEO content of 17% w/w.<br> Folic acid copolymers were tested on HeLa cells in further vector studies. All folic acid vectors showed a maximum in the transfection at a N/P ratio (complex of polycation with DNA) of 2.5 and/or 5.0, which refers to a receptor-mediated endocytosis. However, no receptor-mediated endocytosis was observed in transfection.<br> A similar transfection behavior was observed with the T3 vectors on HepG2 cells dependent on the N/P ratio. The hypothetical receptor-mediated endocytosis could be confirmed within the T3-functionalized vectors by appropriate T3 excess experiments. Herein the transfer efficiency of the T3 gene vectors decreased significantly while adding free low-molecular weight triiodo-L-thyronine. In contrast to this the transfer efficiency of the unmodified PEI vector decreased only negligibly. A receptor-mediated endocytosis was also confirmed by fluorescence microscopy investigation of T3-functionalized aminodextranes at transfection of HepG2 cells. Subsequently, the T3 vectors were tested at mice in vivo. Here high transfer efficiencies in comparison to the unmodified PEI vector were determined particularly in the spleen as well as in the kidneys and thyroid. The T3 vectors should be suitable for a gene transfer into hepatocytes.<br> The vectors with uronic acid conjugates as ligands (galacturonic-, glucuronic and lactobionic acid) did not show significant deviations in the transfer efficiencies compared with the PEI vector. In contrast to this the vectors with mannuronic acid exhibit a constant high transfer efficiency at the three cell cultures HepG2, HeLa and 16HBE. They are more efficient than the PEI vector over the examined N/P range. Here the transfection proceeds independently of the charge of the complex (N/P ratio). This transfection behavior could be prevented by blocking the glycosidic OH groups of the Man vector. A receptor-mediated endocytosis of the Man vectors at the three examined cell lines (HepG2, HeLa, 16HBE) could be verified by means of transfection experiments with an excess of free mannuronic acid and fluorescence microscopic investigations.<br> In continuing studies new gene vectors on the base of cationic starch graft copolymers were synthesized and tested in transfection studies at HepG2 and 16HBE cells. Beyond that peptide-functionalized PEI vectors, which exhibit a nuclear localization sequence (TAT), were established and their transfection in vitro was determined. Compared to the PEI vector lower transfections of the vectors on the base of cationic starch graft copolymers was observed. However, an increase is expected by coupling with T3 and mannuronic acid ligands.

The genome can be considered the blueprint for an organism. Composed of DNA, it harbours all organism-specific instructions for the synthesis of all structural components and their associated functions. The role of carriers of actual molecular structure and functions was believed to be exclusively assumed by proteins encoded in particular segments of the genome, the genes. In the process of converting the information stored genes into functional proteins, RNA – a third major molecule class – was discovered early on to act a messenger by copying the genomic information and relaying it to the protein-synthesizing machinery. Furthermore, RNA molecules were identified to assist in the assembly of amino acids into native proteins. For a long time, these - rather passive - roles were thought to be the sole purpose of RNA. However, in recent years, new discoveries have led to a radical revision of this view. First, RNA molecules with catalytic functions - thought to be the exclusive domain of proteins - were discovered. Then, scientists realized that much more of the genomic sequence is transcribed into RNA molecules than there are proteins in cells begging the question what the function of all these molecules are. Furthermore, very short and altogether new types of RNA molecules seemingly playing a critical role in orchestrating cellular processes were discovered. Thus, RNA has become a central research topic in molecular biology, even to the extent that some researcher dub cells as “RNA machines”. This thesis aims to contribute towards our understanding of RNA-related phenomena by applying Bioinformatics means. First, we performed a genome-wide screen to identify sites at which the chemical composition of DNA (the genotype) critically influences phenotypic traits (the phenotype) of the model plant Arabidopsis thaliana. Whole genome hybridisation arrays were used and an informatics strategy developed, to identify polymorphic sites from hybridisation to genomic DNA. Following this approach, not only were genotype-phenotype associations discovered across the entire Arabidopsis genome, but also regions not currently known to encode proteins, thus representing candidate sites for novel RNA functional molecules. By statistically associating them with phenotypic traits, clues as to their particular functions were obtained. Furthermore, these candidate regions were subjected to a novel RNA-function classification prediction method developed as part of this thesis. While determining the chemical structure (the sequence) of candidate RNA molecules is relatively straightforward, the elucidation of its structure-function relationship is much more challenging. Towards this end, we devised and implemented a novel algorithmic approach to predict the structural and, thereby, functional class of RNA molecules. In this algorithm, the concept of treating RNA molecule structures as graphs was introduced. We demonstrate that this abstraction of the actual structure leads to meaningful results that may greatly assist in the characterization of novel RNA molecules. Furthermore, by using graph-theoretic properties as descriptors of structure, we indentified particular structural features of RNA molecules that may determine their function, thus providing new insights into the structure-function relationships of RNA. The method (termed Grapple) has been made available to the scientific community as a web-based service. RNA has taken centre stage in molecular biology research and novel discoveries can be expected to further solidify the central role of RNA in the origin and support of life on earth. As illustrated by this thesis, Bioinformatics methods will continue to play an essential role in these discoveries. / Das Genom eines Organismus enthält alle Informationen für die Synthese aller strukturellen Komponenten und deren jeweiligen Funktionen. Lange Zeit wurde angenommen, dass Proteine, die auf definierten Abschnitten auf dem Genom – den Genen – kodiert werden, die alleinigen Träger der molekularen - und vor allem katalytischen - Funktionen sind. Im Prozess der Umsetzung der genetischen Information von Genen in die Funktion von Proteinen wurden RNA Moleküle als weitere zentrale Molekülklasse identifiziert. Sie fungieren dabei als Botenmoleküle (mRNA) und unterstützen als Trägermoleküle (in Form von tRNA) die Zusammenfügung der einzelnen Aminosäurebausteine zu nativen Proteine. Diese eher passiven Funktionen wurden lange als die einzigen Funktionen von RNA Molekülen angenommen. Jedoch führten neue Entdeckungen zu einer radikalen Neubewertung der Rolle von RNA. So wurden RNA-Moleküle mit katalytischen Eigenschaften entdeckt, sogenannte Ribozyme. Weiterhin wurde festgestellt, dass über proteinkodierende Abschnitte hinaus, weit mehr genomische Sequenzbereiche abgelesen und in RNA Moleküle transkribiert werden als angenommen. Darüber hinaus wurden sehr kleine und neuartige RNA Moleküle identifiziert, die entscheidend bei der Koordinierung der Genexpression beteiligt sind. Diese Entdeckungen rückten RNA als Molekülklasse in den Mittelpunkt moderner molekularbiologischen Forschung und führten zu einer Neubewertung ihrer funktionellen Rolle. Die vorliegende Promotionsarbeit versucht mit Hilfe bioinformatorischer Methoden einen Beitrag zum Verständnis RNA-bezogener Phänomene zu leisten. Zunächst wurde eine genomweite Suche nach Abschnitten im Genom der Modellpflanze Arabidopsis thaliana vorgenommen, deren veränderte chemische Struktur (dem Genotyp) die Ausprägung ausgewählter Merkmale (dem Phänotyp) entscheidend beeinflusst. Dabei wurden sogenannte Ganz-Genom Hybridisierungschips eingesetzt und eine bioinformatische Strategie entwickelt, Veränderungen der chemischen Struktur (Polymorphismen) anhand der veränderten Bindung von genomischer DNA aus verschiedenen Arabidopsis Kultivaren an definierte Proben auf dem Chip zu detektieren. In dieser Suche wurden nicht nur systematisch Genotyp-Phänotyp Assoziationen entdeckt, sondern dabei auch Bereiche identifiziert, die bisher nicht als proteinkodierende Abschnitte annotiert sind, aber dennoch die Ausprägung eines konkreten Merkmals zu bestimmen scheinen. Diese Bereiche wurden desweiteren auf mögliche neue RNA Moleküle untersucht, die in diesen Abschnitten kodiert sein könnten. Hierbei wurde ein neuer Algorithmus eingesetzt, der ebenfalls als Teil der vorliegenden Arbeit entwickelt wurde. Während es zum Standardrepertoire der Molekularbiologen gehört, die chemische Struktur (die Sequenz) eines RNA Moleküls zu bestimmen, ist die Aufklärung sowohl der Struktur als auch der konkreten Funktion des Moleküls weitaus schwieriger. Zu diesem Zweck wurde in dieser Arbeit ein neuer algorithmischer Ansatz entwickelt, der mittels Computermethoden eine Zuordnung von RNA Molekülen zu bestimmten Funktionsklassen gestattet. Hierbei wurde das Konzept der Beschreibung von RNA-Sekundärstrukturen als Graphen genutzt. Es konnte gezeigt werden, dass diese Abstraktion von der konkreten Struktur zu nützlichen Aussagen zur Funktion führt. Des weiteren konnte demonstriert werden, dass graphen-theoretisch abgeleitete Merkmale von RNA-Molekülen einen neuen Zugang zum Verständnis der Struktur-Funktionsbeziehungen ermöglichen. Die entwickelte Methode (Grapple) wurde als web-basierte Anwendung der wissenschaftlichen Welt zur Verfügung gestellt. RNA hat sich als ein zentraler Forschungsgegenstand der Molekularbiologie etabliert und neue Entdeckungen können erwartet werden, die die zentrale Rolle von RNA bei der Entstehung und Aufrechterhaltung des Lebens auf der Erde weiter untermauern. Bioinformatische Methoden werden dabei weiterhin eine essentielle Rolle spielen.