התאמה מרובת רצפים:
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 19

התאמה מרובת רצפים: ( MSA ) Multiple Sequence Alignment PowerPoint PPT Presentation


  • 80 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

התאמה מרובת רצפים: ( MSA ) Multiple Sequence Alignment. כאשר ישנם מספר רצפים נרצה לדעת מהי הדרך הטובה ביותר להכניס את כולם למסגרת אחת. התאמה כזו יכולה להיות מאד שונה מאשר התאמה של זוגות של רצפים. הסיבות לבניית MSA בניית משפחות של חלבונים

Download Presentation

התאמה מרובת רצפים: ( MSA ) Multiple Sequence Alignment

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Msa multiple sequence alignment

התאמה מרובת רצפים: (MSA) Multiple Sequence Alignment

כאשר ישנם מספר רצפים נרצה לדעת מהי הדרך הטובה ביותרלהכניס את כולם למסגרת אחת.

התאמה כזו יכולה להיות מאד שונה מאשר התאמה של זוגות של רצפים.


Msa multiple sequence alignment

הסיבות לבניית MSA

בניית משפחות של חלבונים

בניית רצף הסכמה (Consensus sequence , Motif )שמאפיין את המשפחה

הבנת תהליכים אבולוציוניים

מציאת האזורים החשובים (השמורים)בחלבון

הבעיה החישובית: בהינתן מספר רצפים, מצא את ההתאמה שלהם למסגרתמשותפת (ע"י הוספת רווחים) כך שפונקצית מרחק תקבל ערך אופטימלי.

-SCGPFIRV

MSCGPGLRA

-SCTPHL-A

MSC-PKIRGMS-LPLLRN

MSHKPALRA

SCGPFIRV

MSCGPGLRA

SCTPHLA

MSCPKIRGMSLPLLRN

MSHKPALRA


Msa multiple sequence alignment

האם אפשר פשוט להכליל את שיטת התיכנות הדינמי?

בתיאוריה כן, באופן פרקטי לא.

מדובר בזמן ריצהובגודל זיכרון הגדלים

כ NKכאשר

N הוא אורך הרצף

K מספר הרצפים

למעשה בלתי אפשרי עבור K>3


Msa multiple sequence alignment

שוב ניתן לחלק את הבעיה לשני חלקים:

פונקצית המרחק: בהינתן התאמה מה ערכה המספרי?

בהינתן שתי התאמות, מי טובה יותר?

בהנחה שהסכמנו על פונקצית מרחק, מהי השיטה שתאפשר את מציאת ההתאמהבעלת הערך הטוב ביותר.

מאחר שהבעיה החישובית קשה, אנו יודעים שכל שיטה שנציע לא תבטיח פתרוןאופטימלי. נחפש שיטה שנותנת תוצאות טובות ברב המקרים. יתכן שהשיטה שנבחרתהיה תלויה בסיבה שבגללה אנו מבצעים את ההתאמה.


Msa multiple sequence alignment

מהו "הסטנרד" שאיתו בודקים את השיטות?

מקובל להשתמש בהתאמה מבנית: מבצעים השוואה גיאומטרית בין המבנים של החלבונים, ורוצים שחומצות אמינו שזוהו כדומות מבנית יופיעו באותה עמודה בהתאמה.


Msa multiple sequence alignment

פונקצית המרחק:

SP: Sum of Pairs ההתאמה מרובת הרצפים משרה (k*(k-1)/2) התאמות של זוגות. הסכום של ההתאמות הוא הציון של ההתאמה.

-SCGPFIRV

MSCGPGLRA

-SCTPHL-A

-SCGPFIRV

MSCGPGLRA

-SCGPFIRV

-SCTPHL-A

MSCGPGLRA

-SCTPHL-A

5 3 5

13

כמובן שלוקחים את ההתאמה בין הזוגות כמו שהיא ב MSA, לא מאפשרים הזזות נוספות

בדרך כלל משתמשים במטריצות החלפה ע"מ לחשב את ערך ההתאמות הזוגיות

לא מקבלים ניקוד על רווחים מותאמים


Msa multiple sequence alignment

פונקצית המרחק:

ניתן לחשב את הציון ישירות על עמודות ההתאמה ולהעריך עד כמה כל עמודההומוגנית.


Msa multiple sequence alignment

פונקצית המרחק

ניתן לחשב את הציון ישירות על עמודות ההתאמה ולהעריך עד כמה כל עמודההומוגנית.

-SCGPFIRV

MSCGPGLRA

-SCTPHL-A

MSC-PKIRGMS-LPLLRN

MSHKPALRA

סה"כ 354 6 4 2 6 1 4 5 3

למשל לספור כמה פעמים מופיעה האות השכיחה ביותר בכל עמודה. כמובן שגם כאןניתן להשתמש במדדי דמיון יותר רגישים.


Msa multiple sequence alignment

שיטות החישוב

  • שיטות פרוגרסיביות (PileUp , CLUSTALW )

  • שיטות איטרטיביות (Dialign )

  • שיטות אופטימיזציה ישירה (מונטה קרלו , אלגוריתם גנטי)

  • שיטות התאמה לוקלית (eMotifs, Blocks, Psi-blast ) ילמדו בהמשך

למעשה כל העולם משתמש ב CLUSTALW


Msa multiple sequence alignment

איך CLUSTALW עובד ?

בנית MSA ובנית עץ אבולוציוני הן בעיות קשורות

CLUSTALW בונה עץ שכנויות ע"מ להנחות את תהליך בנית ה MSA


Msa multiple sequence alignment

איך CLUSTALW עובד ?

מתחילים ע"י חישוב מרחק העריכה בין כל זוג חלבונים ע"מלקבוע מי דומה יותר.


Msa multiple sequence alignment

איך CLUSTALW עובד ?

בונים עץ ע"י חיבור הרצפים הדומים לפי סדר התאמתם


Msa multiple sequence alignment

איך CLUSTALW עובד ?

התאמת זוג רצפים: בשיטה הרגילה

הוספת רצף חדש s להתאמה קיימת: נניח C G A A A T C

s1: A G – A T –

s2: - G A A T C

ההתאמה הטובה ביותר היא בין s ל s2

s2- G – A A T C

sC G A A A T C

ולכן נקבל את ההתאמה הבאה:

s1A G - - A T –

s2- G – A A T C

s C G A A A T C


Msa multiple sequence alignment

איך CLUSTALW עובד ?

איך מחברים בין שתי התאמות

  • S1A T T G C C A T T - -

  • S2 A T C - C A A T T T T

  • S3A T G G C C A T T

  • S4 A T C T T C - T T

  • מבין כל ההתאמות, ההתאמה הטובה ביותר היא בין s1 ו s3 ולכן נשתמש בה ע"מלהתאים את שתי הקבוצות

  • S2 A T C – C A A T T T T

  • S1 A T T G C C A T T - -

  • S3 A T G G C C A T T - -

  • S4 A T C T T C - T T - -

כך בונים את ההתאמה באופן הדרגתי עד שכל הרצפים משולבים בה.


Msa multiple sequence alignment

איך CLUSTALW עובד ?

  • נקודות עדינות:

  • נותנים משקלות שונים לרצפים, כך שאם יש מספר רצפים מאד דומים המשקל היחסי של כל אחד יקטן.

  • שיטה מיוחדת לקביעת מחיר להכנסת רווחים.

  • חסרונות:

  • מאחר שהבניה היא בלתי הפיכה יש תלות גדולה מאד באיכות ההתאמה של הזוגות הראשונים.

  • רווחים אינם נעלמים: Once a Gap, Always a gap

  • רגישות רבה לקנס הרווחים

  • יש הרבה פרמטרים לקבוע

  • יתרונות:

  • מהיר

  • סביר

  • אפשר לקבוע הרבה פרמטרים

  • כולם משתמשים


Msa multiple sequence alignment

קלט


Msa multiple sequence alignment

טופס ההגשה:

http://www.ebi.ac.uk/clustalw Clustalw at the SRS site at EBI


Msa multiple sequence alignment

ההתאמה המתקבלת


Msa multiple sequence alignment

פלט גרפי


  • Login