جميع الكتب
حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الأحياء · المسرد

ما معنى المحاذاة المتعددة والملامح؟

تعريف 5.11 الأحياء الجامعية — السنة الثالثة · الفصل 5 — المعلوماتية الحيوية وتحليل المتتاليات

المحاذاة المتعددة للمتتاليات ترتب أسرة من المتتاليات في أعمدة من البقايا المتماثلة. والبرمجة الديناميكية التامة على kk متتالية تكلّف nkn^{k} وتستحيل بعد الثلاث؛ فالبرامج العملية تحاذي تدريجيًا، فتبدأ بأقرب زوج بحسب شجرة دليلية، ثم تضم المتتاليات والمجموعات إلى المحاذاة النامية، مع جولات تنقيح. وتُلخَّص المحاذاة المنجزة في ملمح: أي تواتر كل بقية وتواتر الفجوات في كل عمود. أما نموذج ماركوف المخفي الملمحي فيصوغ ذلك سلسلةً من حالات مطابقة، حالة لكل عمود محفوظ، تصدر كل منها بقايا باحتمالاتها الخاصة، مع حالات إقحام وحذف تسمح ببقايا زائدة أو ناقصة عند كل موضع؛ ونموذج الأسرة (وهو مدخل في Pfam) يدرّج متتالية جديدة باحتمال أفضل مسلك خلال الحالات، ويجد متماثلات تحت منطقة شفق المقارنة الثنائية بكثير، لأن العمود الذي لا يتحمل إلا بقايا كارهة للماء يقول ذلك، والمتتالية المفردة لا تستطيع.

نموذج ماركوف مخفي ملمحي لأسرة من أربعة أعمدة. فكل حالة مطابقة M تصدر بقيةً بتواترات ذلك العمود؛ وحالات الإقحام I (ولها عرى ذاتية) تقبل بقايا زائدة، وحالات الحذف D تتخطى عمودًا. وتدريج متتالية هو إيجاد أرجح مسلك لها.
نموذج ماركوف مخفي ملمحي لأسرة من أربعة أعمدة. فكل حالة مطابقة M تصدر بقيةً بتواترات ذلك العمود؛ وحالات الإقحام I (ولها عرى ذاتية) تقبل بقايا زائدة، وحالات الحذف D تتخطى عمودًا. وتدريج متتالية هو إيجاد أرجح مسلك لها.

أمثلة

مثال 5.7 (التطابق والتشابه ومنطقة الشفق)

متتاليتا بروتين عشوائيتان تُحاذيان محاذاة مثلى بالفجوات تبلغان نحو 15 ⁧إلى⁩ 20%15\text{ ⁧إلى⁩ }20\,\% تطابقًا مصادفةً. وفوق 35%35\,\% تطابقًا على مئة بقية يكون البروتينان متماثلين على وجه اليقين تقريبًا؛ وما بين 20%20\,\% و35%35\,\% هو منطقة الشفق، حيث لا يستطيع التطابق وحده أن يحسم وتحسم الإحصاءات أدناه. وقد تقع المتماثلات دون المنطقة بكثير: فوحيدات الهيموغلوبين والميوغلوبين تشترك في 25%25\,\% تطابقًا، والليزوزيم وα\alpha-اللاكتالبومين في 40%40\,\%، وكثير من أزواج البروتينات ذات الطية نفسها تشترك في أقل من 15%15\,\%، ولا يُكشف إلا بمقارنة الملامح أو البنى.

مثال 5.10 (قراءة قيمة متوقعة)

استعلام من 250250 بقية في مواجهة قاعدة بيانات من 5×10105\times 10^{10} بقية له mn=1.25×1013243.5mn = 1.25\times 10^{13} \approx 2^{43.5}. وإصابة درجة بتّاتها 6060 لها E=243.560=216.5105E = 2^{43.5 - 60} = 2^{-16.5} \approx 10^{-5}: أي إنها متماثل بيقين شبه تام. وإصابة درجتها S=40S' = 40 لها E=23.511E = 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 EE فيها أكبر عشر مرات — فالدلالة صفة للبحث لا للزوج. والعتبة الشائعة الاستعمال هي E<103E < 10^{-3} للمتماثل الموثوق؛ وE0.01E \approx 0.0111 تستحق نظرة ثانية بطريقة الملامح.

اقرأ في الفصل ←