Генная инженерия
<<  Биотехнологии в СХ Структурная геномика: выравнивание последовательностей  >>
Множественное выравнивание
Множественное выравнивание
Выравнивание
Выравнивание
Построение множественных выравниваний
Построение множественных выравниваний
Множественное выравнивание гомеодоменов
Множественное выравнивание гомеодоменов
Биологический смысл
Биологический смысл
Парное и множественное выравнивание
Парное и множественное выравнивание
Змей-Горыныч биоинформатики
Змей-Горыныч биоинформатики
Параметры
Параметры
Формализация и алгоритмизация
Формализация и алгоритмизация
Эвристические алгоритмы
Эвристические алгоритмы
Алгоритм ClustalW
Алгоритм ClustalW
Программы множественного выравнивания
Программы множественного выравнивания
Форматы хранения выравниваний
Форматы хранения выравниваний
Редакторы выравниваний
Редакторы выравниваний
Построение множественных выравниваний
Построение множественных выравниваний

Презентация: «Построение множественных выравниваний». Автор: Spirin. Файл: «Построение множественных выравниваний.ppt». Размер zip-архива: 265 КБ.

Построение множественных выравниваний

содержание презентации «Построение множественных выравниваний.ppt»
СлайдТекст
1 Множественное выравнивание

Множественное выравнивание

С.А.Спирин, весна 2011

2 Выравнивание

Выравнивание

Множественное выравнивание

… Это то же, что парное, только последовательностей сколько угодно ?

3 Построение множественных выравниваний

Построение множественных выравниваний

Для чего строят множественные выравнивания?

Построение множественных выравниваний — необходимый этап решения многих задач молекулярной биологии

Позволяет оценить эволюционные отношения

Поиск активного центра

4 Множественное выравнивание гомеодоменов

Множественное выравнивание гомеодоменов

Красным выделены консервативные (одинаковые у всех) остатки; желтым – на 80% консервативные (одинаковые почти у всех) остатки

Красным выделены консервативные и функционально консервативные остатки

5 Биологический смысл

Биологический смысл

Тот же, что у парного: сопоставляемые остатки разных белков должны: иметь общее происхождение; выполнять аналогичную функцию; одинаково располагаться в пространстве. Множественное выравнивание последовательностей использует больше информации, чем парное, поэтому (теоретически) должно в среднем чаще получаться биологически осмысленным.

6 Парное и множественное выравнивание

Парное и множественное выравнивание

?

Парное и множественное выравнивание

Любое множественное выравнивание порождает набор парных выравниваний 2. Не любой набор парных выравниваний можно просто "сложить" во множественное выравнивание. Пример: P1 ALGTEEIC- P2 ALGT--IAA + P1 AL-GTEEI-C P1 AL-GTEEI-C P2 AL-GT--IAA P3 ALVGTE-IAC P3 ALVGTE-IAC + P2 AL-GT-IAA P3 ALVGTEIAC

7 Змей-Горыныч биоинформатики

Змей-Горыныч биоинформатики

Биологическая задача ? поставить друг под другом гомологичные позиции Математическая задача ? найти способ количественного сравнения качества выравниваний. Программирование ? создание эффективного алгоритма и его реализация

(С) А.Б.Рахманинова

8 Параметры

Параметры

Парное выравнивание: вес

Две последовательности:

Параметры:

>P1 ALGTEEIC >P2 ALGTIAA

Матрица замен штрафы за пропуски

P1 ALGT P2 ALGT

P1 ALGTEEIC- P2 ALGT--IAA

Алгоритм Смита – Ватермана

Алгоритм Ниделмана – Вунша

Оптимальное полное выравнивание

Оптимальное частичное выравнивание

9 Формализация и алгоритмизация

Формализация и алгоритмизация

Множественное выравнивание: формализация и алгоритмизация

Можно определить вес (хотя ситуация со штрафами за пропуски сложнее). Но ни для какого определения веса не существует приемлемого (по времени работы) алгоритма, который гарантировал бы нахождение оптимального по весу выравнивания.

Аналог алгоритма Ниделмана – Вунша имеет приемлемое время работы лишь для очень малого числа последовательностей (до 4–5)

10 Эвристические алгоритмы

Эвристические алгоритмы

В задаче множественного выравнивания приходится использовать эвристические алгоритмы

«Эвристический алгоритм (эвристика) — алгоритм решения задачи, не имеющий строгого обоснования, но, тем не менее, дающий приемлемое решение задачи в большинстве практически значимых случаев» (из Википедии)

11 Алгоритм ClustalW

Алгоритм ClustalW

Алгоритм ClustalW – пример эвристического алгоритма (так называемое «прогрессивное выравнивание»)

Множественное выравнивание получается из парных, получаемых алгоритмом Ниделмана – Вунша. В первую очередь выравниваем самые схожие последовательности.

Очевидный недостаток:«один раз гэп – навсегда гэп», ошибки парного выравнивания невозможно исправить на основании информации от других последовательностей.

Руководящее дерево

12 Программы множественного выравнивания

Программы множественного выравнивания

Clustalw – к настоящему времени явно устарела, но по-прежнему очень популярна (впрочем, недавно вышла обновлённая версия) muscle – пожалуй, на текущий момент программа первого выбора MAFFT – тоже очень популярная программа dialign t-coffee kalign probcons …

Всё это программы полного выравнивания

Единственная популярная программа частичного множественного выравнивания – MEME (ищет блоки, то есть выравнивания без пропусков)

13 Форматы хранения выравниваний

Форматы хранения выравниваний

Fasta Aln (он же Clustal) MSF (Multiple sequence format) PHYLIP NEXUS … См. http://emboss.sourceforge.net/docs/themes/SequenceFormats.html#mult Всё это текстовые файлы!

14 Редакторы выравниваний

Редакторы выравниваний

GeneDoc (установлен у нас) BioEdit (тоже установлен) Mega (тоже установлена) JalView ClustalX … См. http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_alignment_visualization_software

15 Построение множественных выравниваний
«Построение множественных выравниваний»
http://900igr.net/prezentacija/biologija/postroenie-mnozhestvennykh-vyravnivanij-61248.html
cсылка на страницу
Урок

Биология

136 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по биологии > Генная инженерия > Построение множественных выравниваний