Paarweises Sequenz-Alignment

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Variante: Lokales Alignment. Sinnvoll, wenn Sequenzen nur lokale Homologie haben.

Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA

Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGACCATGA

Variante: Lokales Alignment. Sinnvoll, wenn Sequenzen nur lokale Homologie haben.

Seq1 CTAATTAATG-CACAGTTAGGAATTAGAAATGA

Seq2 GGGAC ATGGCA--GTGACTGACCATGA

Aligne Paar von Segmenten der Sequenzen; ignoriere den Rest.

Ziel beim lokalen Alignment: Finde Paar von Segmenten, so dass Alignment der Segmente maximalen Score hat.

Wichtigste Anwendung: Datenbank suche: Finde Sequenzen in der Datenbank, die zu gegebener Sequenz (Anfrage-Sequenz, query sequence) ähnlich sind.

Exaktes lokales Alignment zu zeitaufwendig.Schnelles Datenbank-Suchprogramm:

BLAST - Basic Local Alignment Search Tool

Stephen Altschul et al, JMB, 199021.778 Zitate in der Literatur !

Wichtigstes Werkzeug in der Bioinformatik!

NCBI – National Center of Biotechnological Information

BLAST - Basic Local Alignment Search Tool

Idee: Finde lokale Alignments ohne Gaps

(HSPs – high scoring segment pairs).

1. Suche kurze Wort-Paare (feste Länge)

2. Dehne Wort-Paare aus, bis Score abfällt

3. Berechne Wahrscheinlichkeit, HSP per Zufall zu finden: e-value, p-value

Suche nach Wort-Paaren:

Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGAATACACACCATGA

Suche nach Wort-Paaren:

Ausdehnung gefundener Wort-Paare:

TTAATGCACA

TGAATACACA

High-scoring segment pair (HSP)

Verbesserung:

PSI-BLAST – Position Specific Iterative BLAST:

(18.708 Zitate in der Literatur!)

PSI-BLAST – Position Specific Iterative BLAST:

1. “normale” DB-Suche mit BLAST

2. Bilde Positions-Gewichts-Matrix (PWM) aus “Treffern”

3. Suche mit PWM nach neuen “Treffern”

4. Bilde verbesserte PWM … u.s.w.

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