Kľúčový rozdiel medzi homológiou a podobnosťou v bioinformatike je ten, že homológia sa vzťahuje na vyhlásenie o spoločnom evolučnom pôvode dvoch sekvencií, zatiaľ čo podobnosť sa vzťahuje na stupeň podobnosti medzi dvoma sekvenciami.
Bioinformatika je oblasť vedy, ktorá spája biológiu, informačné inžinierstvo, informatiku, matematiku a štatistiku s cieľom analyzovať a interpretovať biologické údaje. Homológia a podobnosť sú dva pojmy, ktoré používame v oblasti bioinformatiky. Môžeme ľahko vypočítať podobnosť ako percento podobných zvyškov v rámci danej dĺžky zarovnania. Nemôžeme však vypočítať homológiu, pretože môže byť pravdivá alebo nepravdivá a zvyčajne závisí od použitej hypotézy.
Čo je to homológia v bioinformatike?
Homológia v bioinformatike sa vzťahuje na biologickú homológiu medzi sekvenciami DNA, RNA a proteínov, ktoré sú definované z hľadiska spoločných vlastností predkov v evolučnom strome života. Inými slovami, je to spoločný evolučný pôvod dvoch sekvencií. Príčinou takéhoto výskytu môžu byť buď udalosti speciácie (ortológy), udalosti horizontálneho prenosu génov (xenológy) alebo udalosti duplikácie (paralógy).
Obrázok 01: Zarovnanie viacerých sekvencií
Homológiu medzi DNA, RNA alebo proteínmi je možné odvodiť podľa podobnosti sekvencií aminokyselín alebo nukleotidov. Významná podobnosť slúži ako silná dôkazná vlastnosť na odvodenie, že dve sekvencie súvisia so spoločnou sekvenciou predkov s evolučnými zmenami. Zarovnania viacerých sekvencií označujú oblasti každej sekvencie s homológnou povahou.
Čo je podobnosť v bioinformatike?
V bioinformatike podobnosť hodnotí podobnosť medzi dvoma proteínovými alebo nukleotidovými sekvenciami. Tento proces má dva hlavné kroky. Počiatočným krokom je párové zarovnanie, ktoré pomáha nájsť optimálne zarovnanie medzi dvoma sekvenciami (vrátane medzier) pomocou algoritmov ako BLAST, FastA a LALIGN. Po párovom zarovnaní je potrebné získať dva kvantitatívne parametre z každého párového porovnania. Sú to identita a podobnosť. V BLAST sú podobnosti vyhľadávania známe ako pozitíva.
Obrázok 02: Párové zarovnanie
Konzervatívna mutácia nastane, keď aminokyselina zmutuje na podobný zvyšok, pričom si zachová fyzikálno-chemické vlastnosti. Napríklad, ak arginín zmutuje na lyzín s kladným nábojom +1, je to akceptované, pretože tieto dve aminokyseliny majú podobné vlastnosti a nemenia translatovaný proteín. Merania podobnosti teda závisia od kritérií toho, ako sú k sebe dva aminokyselinové zvyšky.
Aké sú podobnosti medzi homológiou a podobnosťou v bioinformatike?
- Homológia a podobnosť sú dva technické termíny, s ktorými sa stretávame v bioinformatike.
- Okrem toho oba výrazy odkazujú na molekulárnu analýzu sekvencií.
Aký je rozdiel medzi homológiou a podobnosťou v bioinformatike?
Homológia sa vzťahuje na vyhlásenie o spoločnom evolučnom pôvode dvoch sekvencií, zatiaľ čo podobnosť sa vzťahuje na stupeň podobnosti medzi dvoma sekvenciami. Toto je kľúčový rozdiel medzi homológiou a podobnosťou v bioinformatike. Okrem toho homológiu nemožno vypočítať, pretože môže byť pravdivá alebo nepravdivá a zvyčajne závisí od hypotézy, zatiaľ čo podobnosť sa dá ľahko vypočítať ako percento podobných zvyškov v rámci danej dĺžky zarovnania. Ide teda o významný rozdiel medzi homológiou a podobnosťou v bioinformatike.
Nasledujúca infografika uvádza rozdiel medzi homológiou a podobnosťou v bioinformatike.
Zhrnutie – Homológia verzus podobnosť v bioinformatike
Stručne povedané, kľúčový rozdiel medzi homológiou a podobnosťou v bioinformatike spočíva v ich definíciách. Homológia je vyjadrením spoločného evolučného pôvodu dvoch sekvencií, zatiaľ čo podobnosť je podobnosť medzi dvoma sekvenciami. Homológia sa vyskytuje vďaka ortológom, paralógom a xenológom. Pri dedukovaní podobnosti je možné použiť algoritmy ako FastA, BLAST a LALIGN. Homológia nemôže byť vyjadrená výpočtom, ale podobnosť môže byť vyjadrená ako percento podobných zvyškov v rámci danej dĺžky zarovnania. Toto je zhrnutie rozdielu medzi homológiou a podobnosťou v bioinformatike.
