Klíčový rozdíl mezi homologií a podobností v bioinformatice je v tom, že homologie se týká prohlášení o společném evolučním původu dvou sekvencí, zatímco podobnost se týká stupně podobnosti mezi dvěma sekvencemi.
Bioinformatika je vědní obor, který kombinuje biologii, informační inženýrství, informatiku, matematiku a statistiku za účelem analýzy a interpretace biologických dat. Homologie a podobnost jsou dva pojmy, které používáme v oblasti bioinformatiky. Můžeme snadno vypočítat podobnost jako procento podobných zbytků v dané délce srovnání. Nemůžeme však vypočítat homologii, protože může být pravdivá nebo nepravdivá a obvykle závisí na použité hypotéze.
Co je homologie v bioinformatice?
Homologie v bioinformatice označuje biologickou homologii mezi sekvencemi DNA, RNA a proteinů, které jsou definovány z hlediska sdílených vlastností předků v evolučním stromu života. Jinými slovy, je to společný evoluční původ dvou sekvencí. Důvodem takového výskytu mohou být buď události speciace (ortologové), horizontální události přenosu genů (xenologové) nebo události duplikace (paralogy).
Obrázek 01: Zarovnání více sekvencí
Homologii mezi DNA, RNA nebo proteiny je možné odvodit na základě podobnosti jejich aminokyselinové nebo nukleotidové sekvence. Významná podobnost slouží jako silná průkazná vlastnost pro vyvození toho, že dvě sekvence souvisí se společnou sekvencí předků s evolučními změnami. Zarovnání více sekvencí označují oblasti každé sekvence s homologní povahou.
Co je podobnost v bioinformatice?
V bioinformatice podobnost hodnotí podobnost mezi dvěma proteinovými nebo nukleotidovými sekvencemi. Tento proces má dva hlavní kroky. Počátečním krokem je párové zarovnání, které pomáhá najít optimální zarovnání mezi dvěma sekvencemi (včetně mezer) pomocí algoritmů jako BLAST, FastA a LALIGN. Po párovém srovnání je nutné získat dva kvantitativní parametry z každého párového srovnání. Jsou to identita a podobnost. V BLAST jsou podobnosti vyhledávání známé jako pozitivní.
Obrázek 02: Párové zarovnání
Konzervativní mutace nastane, když aminokyselina zmutuje na podobný zbytek při zachování fyzikálně-chemických vlastností. Pokud například arginin mutuje na lysin s kladným nábojem +1, je to přijato, protože tyto dvě aminokyseliny mají podobné vlastnosti a nemění překládaný protein. Proto jsou měření podobnosti závislá na kritériu toho, jak jsou k sobě dva aminokyselinové zbytky.
Jaké jsou podobnosti mezi homologií a podobností v bioinformatice?
- Homologie a podobnost jsou dva technické termíny, se kterými se setkáváme v bioinformatice.
- Oba termíny navíc odkazují na molekulární analýzu sekvencí.
Jaký je rozdíl mezi homologií a podobností v bioinformatice?
Homologie odkazuje na prohlášení o společném evolučním původu dvou sekvencí, zatímco podobnost odkazuje na stupeň podobnosti mezi dvěma sekvencemi. Toto je klíčový rozdíl mezi homologií a podobností v bioinformatice. Kromě toho nelze homologii vypočítat, protože by mohla být pravdivá nebo nepravdivá a obvykle závisí na hypotéze, zatímco podobnost lze snadno vypočítat jako procento podobných zbytků v dané délce srovnání. Jedná se tedy o významný rozdíl mezi homologií a podobností v bioinformatice.
Následující infografika uvádí rozdíl mezi homologií a podobností v bioinformatice.
Shrnutí – Homologie vs podobnost v bioinformatice
Stručně řečeno, klíčový rozdíl mezi homologií a podobností v bioinformatice spočívá v jejich definicích. Homologie je prohlášení o společném evolučním původu dvou sekvencí, zatímco podobnost je podobnost mezi dvěma sekvencemi. Homologie se vyskytuje díky ortologům, paralogům a xenologům. Při odvozování podobnosti je možné použít algoritmy jako FastA, BLAST a LALIGN. Homologie nemůže být vyjádřena jako výpočet, ale podobnost by mohla být vyjádřena jako procento podobných zbytků v dané délce srovnání. Toto je shrnutí rozdílu mezi homologií a podobností v bioinformatice.
