Kluczowa różnica między homologią a podobieństwem w bioinformatyce polega na tym, że homologia odnosi się do stwierdzenia o wspólnym ewolucyjnym pochodzeniu dwóch sekwencji, podczas gdy podobieństwo odnosi się do stopnia podobieństwa między dwiema sekwencjami.
Bioinformatyka to dziedzina nauki, która łączy biologię, inżynierię informacji, informatykę, matematykę i statystykę w celu analizy i interpretacji danych biologicznych. Homologia i podobieństwo to dwa terminy, których używamy w dziedzinie bioinformatyki. Możemy łatwo obliczyć podobieństwo jako procent podobnych reszt na danej długości dopasowania. Nie możemy jednak obliczyć homologii, ponieważ może ona być prawdziwa lub fałszywa i zwykle zależy od zastosowanej hipotezy.
Czym jest homologia w bioinformatyce?
Homologia w bioinformatyce odnosi się do biologicznej homologii między sekwencjami DNA, RNA i białek, które są definiowane w kategoriach wspólnych właściwości przodków w ewolucyjnym drzewie życia. Innymi słowy, jest to wspólne pochodzenie ewolucyjne dwóch sekwencji. Przyczyną takiego zjawiska mogą być zdarzenia specjacyjne (ortologi), zdarzenia horyzontalnego transferu genów (ksenologów) lub zdarzenia duplikacji (paralogi).
Rysunek 01: Wyrównanie wielu sekwencji
Możliwe jest wywnioskowanie homologii między DNA, RNA lub białkami na podstawie ich podobieństwa sekwencji aminokwasów lub nukleotydów. Znaczące podobieństwo służy jako silna właściwość dowodowa do wnioskowania, że dwie sekwencje są powiązane ze wspólną sekwencją przodków ze zmianami ewolucyjnymi. Dopasowania wielu sekwencji wskazują regiony każdej sekwencji o charakterze homologicznym.
Jakie jest podobieństwo w bioinformatyce?
W bioinformatyce podobieństwo ocenia podobieństwo między dwoma białkami lub sekwencjami nukleotydów. Ten proces składa się z dwóch głównych etapów. Pierwszym krokiem jest dopasowanie parami, które pomaga znaleźć optymalne dopasowanie między dwiema sekwencjami (w tym przerwami) przy użyciu algorytmów takich jak BLAST, FastA i LALIGN. Po wyrównaniu parami konieczne jest uzyskanie dwóch parametrów ilościowych z każdego porównania parami. Są tożsamością i podobieństwem. W BLAST podobieństwa wyszukiwania są znane jako pozytywy.
Rysunek 02: Wyrównanie parami
Konserwatywna mutacja występuje, gdy aminokwas mutuje do podobnej reszty przy zachowaniu właściwości fizykochemicznych. Na przykład, jeśli arginina mutuje do lizyny z ładunkiem dodatnim +1, jest to akceptowane, ponieważ te dwa aminokwasy mają podobne właściwości i nie zmieniają translacji białka. W związku z tym pomiary podobieństwa są zależne od kryteriów tego, jak dwie reszty aminokwasowe są względem siebie.
Jakie są podobieństwa między homologią a podobieństwem w bioinformatyce?
- Homologia i podobieństwo to dwa terminy techniczne, z którymi spotykamy się w bioinformatyce.
- Ponadto oba terminy odnoszą się do molekularnej analizy sekwencji.
Jaka jest różnica między homologią a podobieństwem w bioinformatyce?
Homologia odnosi się do stwierdzenia o wspólnym ewolucyjnym pochodzeniu dwóch sekwencji, podczas gdy podobieństwo odnosi się do stopnia podobieństwa między dwiema sekwencjami. To jest więc kluczowa różnica między homologią a podobieństwem w bioinformatyce. Ponadto nie można obliczyć homologii, ponieważ może być prawdziwa lub fałszywa i zwykle zależy od hipotezy, podczas gdy podobieństwo można łatwo obliczyć jako procent podobnych reszt na danej długości dopasowania. Jest to zatem istotna różnica między homologią a podobieństwem w bioinformatyce.
Poniższa infografika przedstawia różnicę między homologią a podobieństwem w bioinformatyce.
Podsumowanie – Homologia a podobieństwo w bioinformatyce
W skrócie, kluczowa różnica między homologią a podobieństwem w bioinformatyce leży w ich definicjach. Homologia jest stwierdzeniem wspólnego pochodzenia ewolucyjnego dwóch sekwencji, podczas gdy podobieństwo jest podobieństwem między dwiema sekwencjami. Homologia występuje dzięki ortologom, paralogom i ksenologom. Podczas dedukcji podobieństwa można użyć algorytmów takich jak FastA, BLAST i LALIGN. Homologii nie można wyrazić jako obliczenia, ale podobieństwo można wyrazić jako procent podobnych reszt na danej długości przyrównania. Jest to zatem podsumowanie różnicy między homologią a podobieństwem w bioinformatyce.
