Paarweises Sequenz-Alignment

Präsentation zum Thema: "Paarweises Sequenz-Alignment"—  Präsentation transkript:

1 Paarweises Sequenz-Alignment
Variante: Lokales Alignment. Sinnvoll, wenn Sequenzen nur lokale Homologie haben. Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGACCATGA

2 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.

3 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.

4 Paarweises Sequenz-Alignment
Exaktes lokales Alignment zu zeitaufwendig. Schnelles Datenbank-Suchprogramm: BLAST - Basic Local Alignment Search Tool Stephen Altschul et al, JMB, 1990 Zitate in der Literatur ! Wichtigstes Werkzeug in der Bioinformatik!

5 Paarweises Sequenz-Alignment

6 Paarweises Sequenz-Alignment
NCBI – National Center of Biotechnological Information

7 Paarweises Sequenz-Alignment
BLAST - Basic Local Alignment Search Tool Idee: Finde lokale Alignments ohne Gaps (HSPs – high scoring segment pairs). Suche kurze Wort-Paare (feste Länge) Dehne Wort-Paare aus, bis Score abfällt Berechne Wahrscheinlichkeit, HSP per Zufall zu finden: e-value, p-value

8 Paarweises Sequenz-Alignment
Suche nach Wort-Paaren: Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGAATACACACCATGA

9 Paarweises Sequenz-Alignment
Suche nach Wort-Paaren: Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGAATACACACCATGA

10 Paarweises Sequenz-Alignment
Ausdehnung gefundener Wort-Paare: Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGAATACACACCATGA

11 Paarweises Sequenz-Alignment
Ausdehnung gefundener Wort-Paare: Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGAATACACACCATGA

12 Paarweises Sequenz-Alignment
Ausdehnung gefundener Wort-Paare: Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGAATACACACCATGA

13 Paarweises Sequenz-Alignment
Ausdehnung gefundener Wort-Paare: Seq1 CTAATTAATGCACAGTTAGGAATTAGAAATGA Seq2 GGGACATGGCAGTGACTGAATACACACCATGA TTAATGCACA TGAATACACA High-scoring segment pair (HSP)

14 Paarweises Sequenz-Alignment

15 Paarweises Sequenz-Alignment

16 Paarweises Sequenz-Alignment

17 Paarweises Sequenz-Alignment
Verbesserung: PSI-BLAST – Position Specific Iterative BLAST: ( Zitate in der Literatur!)

18 Paarweises Sequenz-Alignment
PSI-BLAST – Position Specific Iterative BLAST: “normale” DB-Suche mit BLAST Bilde Positions-Gewichts-Matrix (PWM) aus “Treffern” Suche mit PWM nach neuen “Treffern” Bilde verbesserte PWM … u.s.w.

19 Paarweises Sequenz-Alignment