ما معنى المحاذاة والدرجة؟ — الأحياء

تعريف 5.1 الأحياء الجامعية — السنة الثالثة · الفصل 5 — المعلوماتية الحيوية وتحليل المتتاليات

محاذاة متتاليتين تكتبهما إحداهما فوق الأخرى، مع إدخال فجوات (–) بحيث تقرن الأعمدة بقيةً ببقية أو بقيةً بفجوة، ولا يقرن أي عمود فجوتين. ودرجتها هي مجموع درجة التبديل $s(a,b)$ على الأعمدة لكل زوج من البقايا، مع جزاء فجوة لكل فجوة: إما جزاء خطي $-d$ لكل موضع فجوة، وإما، وهو الأقرب إلى الواقع، جزاء تآلفي $-d - (k-1)e$ لشوط من $k$ فجوة، وكلفة الفتح $d$ فيه أكبر من كلفة الاستطالة $e$ ، لأن إقحام عدة بقايا حدث تطوري واحد. والمحاذاة الشاملة تغطي المتتاليتين من طرف إلى طرف؛ أما المحاذاة الموضعية فتجد زوج المتتاليتين الجزئيتين الأعلى درجةً وتهمل الباقي، وهو المطلوب حين يقع نطاق مشترك في بروتينين لا صلة بينهما بغير ذلك.

جدول نيدلمان–فونش للمتتالية GAT في مواجهة GCAT (المطابقة +1، وعدم المطابقة -1، والفجوة -1). كل خلية أفضل درجة للبادئتين المنتهيتين عندها؛ والمسلك الأحمر المتتبَّع رجوعًا من الزاوية هو المحاذاة المثلى. — جدول نيدلمان–فونش للمتتالية GAT في مواجهة GCAT (المطابقة $+1$ ، وعدم المطابقة $-1$ ، والفجوة $-1$ ). كل خلية أفضل درجة للبادئتين المنتهيتين عندها؛ والمسلك الأحمر المتتبَّع رجوعًا من الزاوية هو المحاذاة المثلى.

أمثلة

مثال 5.3 (جدول أربعة في ثلاثة)

حاذِ GAT مع GCAT، بدرجة $+1$ للمطابقة، و $-1$ لعدم المطابقة، و $d = 1$ . فالحدود $0, -1, -2, -3, -4$ على امتداد الأعلى و $0, -1, -2, -3$ على الجانب. وبالملء سطرًا سطرًا: $F(\text{G},\text{G}) = 1$ ، و $F(\text{G},\text{C}) = 0$ ، و $F(\text{G},\text{A}) = -1$ ، و $F(\text{G},\text{T}) = -2$ ؛ و $F(\text{A},\text{G}) = 0$ ، و $F(\text{A},\text{C}) = 0$ ، و $F(\text{A},\text{A}) = 1$ ، و $F(\text{A},\text{T}) = 0$ ؛ و $F(\text{T},\text{G}) = -1$ ، و $F(\text{T},\text{C}) = -1$ ، و $F(\text{T},\text{A}) = 0$ ، و $F(\text{T},\text{T}) = 2$ . فالمثلى هي $2$ ، والتتبع الرجعي — قطريًا من (T,T)، وقطريًا من (A,A)، ثم يسارًا من (G,C) إلى (G,G)، ثم قطريًا — يعطي

\begin{array}{c} \texttt{G-AT}\\ \texttt{GCAT} \end{array}

ثلاث مطابقات وفجوة واحدة: $3 - 1 = 2$ .

مثال 5.10 (قراءة قيمة متوقعة)

استعلام من $250$ بقية في مواجهة قاعدة بيانات من $5\times 10^{10}$ بقية له $mn = 1.25\times 10^{13} \approx 2^{43.5}$ . وإصابة درجة بتّاتها $60$ لها $E = 2^{43.5 - 60} = 2^{-16.5} \approx 10^{-5}$ : أي إنها متماثل بيقين شبه تام. وإصابة درجتها $S' = 40$ لها $E = 2^{3.5} \approx 11$ : أي تُتوقع إحدى عشرة درجة كهذه مصادفةً، ولا تعني الإصابة شيئًا. والمحاذاة نفسها، بدرجة البتّات نفسها، إذا بُحثت في قاعدة بيانات أكبر عشر مرات، صارت $E$ فيها أكبر عشر مرات — فالدلالة صفة للبحث لا للزوج. والعتبة الشائعة الاستعمال هي $E < 10^{-3}$ للمتماثل الموثوق؛ و $E \approx 0.01$ – $1$ تستحق نظرة ثانية بطريقة الملامح.

اقرأ في الفصل ←