Paarweises Sequenz-Alignment
Variante: Lokales Alignment. Sinnvoll, wenn Sequenzen nur lokale Homologie haben.
Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA
Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGACCATGA
Paarweises Sequenz-Alignment
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.
Paarweises Sequenz-Alignment
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.
Paarweises Sequenz-Alignment
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!
Paarweises Sequenz-Alignment
Paarweises Sequenz-Alignment
NCBI – National Center of Biotechnological Information
Paarweises Sequenz-Alignment
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
Paarweises Sequenz-Alignment
Suche nach Wort-Paaren:
Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA
Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGAATACACACCATGA
Paarweises Sequenz-Alignment
Suche nach Wort-Paaren:
Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA
Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGAATACACACCATGA
Paarweises Sequenz-Alignment
Ausdehnung gefundener Wort-Paare:
Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA
Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGAATACACACCATGA
Paarweises Sequenz-Alignment
Ausdehnung gefundener Wort-Paare:
Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA
Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGAATACACACCATGA
Paarweises Sequenz-Alignment
Ausdehnung gefundener Wort-Paare:
Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA
Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGAATACACACCATGA
Paarweises Sequenz-Alignment
Ausdehnung gefundener Wort-Paare:
Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA
Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGAATACACACCATGA
TTAATGCACA
TGAATACACA
High-scoring segment pair (HSP)
Paarweises Sequenz-Alignment
Paarweises Sequenz-Alignment
Paarweises Sequenz-Alignment
Paarweises Sequenz-Alignment
Verbesserung:
PSI-BLAST – Position Specific Iterative BLAST:
(18.708 Zitate in der Literatur!)
Paarweises Sequenz-Alignment
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.
Paarweises Sequenz-Alignment