ما معنى النميطات والمحتوى المعلوماتي؟ — الأحياء

تعريف 5.12 الأحياء الجامعية — السنة الثالثة · الفصل 5 — المعلوماتية الحيوية وتحليل المتتاليات

النميطة نمط قصير — موقع لعامل استنساخ، أو إشارة تشذيب، أو موقع فسفرة — تُمثَّل بما يسمى مصفوفة أوزان مواضع فيها تواتر $f_{i}(b)$ لكل قاعدة أو بقية $b$ عند كل موضع $i$ . والمحتوى المعلوماتي للموضع $i$ هو $R_{i} = 2 - H_{i}$ بتّ في DNA، حيث $H_{i} = -\sum_{b} f_{i}(b)\log_{2} f_{i}(b)$ هي إنتروبيته: أي $2$ بتّ لقاعدة ثابتة، و $0$ لموضع تتساوى فيه احتمالات الأربع. ويُرسم المجموع $R = \sum_{i} R_{i}$ شعارَ تسلسل، كل موضع فيه كومة من الحروف ارتفاعها الكلي $R_{i}$ وأحجام حروفها بحسب التواتر.

شعار تسلسل لنميطة مروّج شبيهة بصندوق TATA. وارتفاع كل كومة هو المحتوى المعلوماتي لذلك الموضع، 2 - H_i بتًّا؛ والمواضع الأربعة الأولى تكاد تكون ثابتة وتحمل معظم بتّات النميطة البالغة 12 أو نحوها. — شعار تسلسل لنميطة مروّج شبيهة بصندوق TATA. وارتفاع كل كومة هو المحتوى المعلوماتي لذلك الموضع، $2 - H_{i}$ بتًّا؛ والمواضع الأربعة الأولى تكاد تكون ثابتة وتحمل معظم بتّات النميطة البالغة $12$ أو نحوها.

أمثلة

مثال 5.14 (المطابقات المصادفة المتوقعة)

موقع قطع بست قواعد ثابتة محتواه $R = 12$ بتًّا ويطابق موضعًا عشوائيًا باحتمال $4^{-6} = 2^{-12}$ : أي نحو $1100$ مرة في جينوم E. coli البالغ $4.6\,\mathrm{Mb}$ مقروءًا على الطاقين (فالموقع متناظر، أي مرة لكل موضع)، و $7\times 10^{5}$ مرة في الجينوم البشري. وعامل في حقيقيات النوى نميطته تحمل $10$ بتّات يطابق $3\times 10^{9}\times 2^{-10} \approx 3$ ملايين موضع في الجينوم البشري، أي آلاف المرات أكثر من المورّثات التي ينظمها. فالنميطة وحدها متنبئ ضعيف في جينوم كبير؛ وإنما حالة الصبغين والنميطات المجاورة وحفظ الموقع عبر الأنواع هي ما يصنع تنبؤًا.

اقرأ في الفصل ←