Põhiline erinevus homoloogia ja sarnasuse vahel bioinformaatikas on see, et homoloogia viitab väitele kahe järjestuse ühise evolutsioonilise päritolu kohta, samas kui sarnasus viitab kahe järjestuse sarnasusastmele.
Bioinformaatika on teadusvaldkond, mis ühendab bioloogia, infotehnoloogia, arvutiteaduse, matemaatika ja statistika, et analüüsida ja tõlgendada bioloogilisi andmeid. Homoloogia ja sarnasus on kaks mõistet, mida me bioinformaatika valdkonnas kasutame. Sarnasuse saame hõlps alt arvutada sarnaste jääkide protsendina antud joonduse pikkuses. Siiski ei saa me homoloogiat arvutada, kuna see võib olla tõene või vale ja sõltub tavaliselt kasutatud hüpoteesist.
Mis on homoloogia bioinformaatikas?
Homoloogia bioinformaatikas viitab DNA, RNA ja valgujärjestuste bioloogilisele homoloogiale, mis on määratletud evolutsioonilises elupuus esinevate ühiste esivanemate omadustena. Teisisõnu, see on kahe järjestuse ühine evolutsiooniline esivanem. Sellise esinemise põhjuseks võivad olla spetsiifilised sündmused (ortoloogid), horisontaalsed geeniülekande sündmused (ksenoloogid) või dubleerimise sündmused (paraloogid).
Joonis 01: mitme järjestuse joondamine
DNA, RNA või valkude homoloogiat on võimalik tuletada nende aminohappe- või nukleotiidjärjestuse sarnasuse järgi. Märkimisväärne sarnasus toimib tugeva tõendusliku omadusena järeldamaks, et kaks järjestust on seotud evolutsiooniliste muutustega ühise esivanemate järjestusega. Mitme järjestuse joondused näitavad iga järjestuse homoloogse iseloomuga piirkondi.
Mis on sarnasus bioinformaatikas?
Bioinformaatikas hindab sarnasus kahe valgu või nukleotiidjärjestuse sarnasust. Sellel protsessil on kaks peamist sammu. Esialgne samm on paaripõhine joondamine, mis aitab leida optimaalse joonduse kahe jada (sh lünkade) vahel, kasutades selliseid algoritme nagu BLAST, FastA ja LALIGN. Pärast paaride kaupa joondamist on vaja igast paaripõhisest võrdlusest saada kaks kvantitatiivset parameetrit. Need on identiteet ja sarnasus. BLASTis nimetatakse otsingu sarnasusi positiivseteks.
Joonis 02: Paaripõhine joondus
Konservatiivne mutatsioon tekib siis, kui aminohape muteerub sarnaseks jäägiks, säilitades samas füüsikalis-keemilised omadused. Näiteks kui arginiin muteerub +1 positiivse laenguga lüsiiniks, on see aktsepteeritud, kuna need kaks aminohapet on omadustelt sarnased ega muuda transleeritud valku. Seega sõltuvad sarnasuse mõõtmised kriteeriumidest, kuidas kaks aminohappejääki on üksteisega seotud.
Millised on bioinformaatika homoloogia ja sarnasuse sarnasused?
- Homoloogia ja sarnasus on kaks tehnilist terminit, mida bioinformaatikas kohtame.
- Lisaks viitavad mõlemad terminid järjestuste molekulaarsele analüüsile.
Mis vahe on bioinformaatika homoloogial ja sarnasusel?
Homoloogia viitab väitele kahe järjestuse ühise evolutsioonilise päritolu kohta, samas kui sarnasus viitab kahe järjestuse sarnasusastmele. Niisiis, see on peamine erinevus homoloogia ja sarnasuse vahel bioinformaatikas. Lisaks ei saa homoloogiat arvutada, kuna see võib olla tõene või vale ja sõltub tavaliselt hüpoteesist, samas kui sarnasust saab hõlpsasti arvutada sarnaste jääkide protsendina antud joonduse pikkuses. Seega on see bioinformaatika homoloogia ja sarnasuse vahel oluline erinevus.
Järgmine infograafik loetleb erinevused homoloogia ja sarnasuse vahel bioinformaatikas.
Kokkuvõte – homoloogia vs sarnasus bioinformaatikas
Lühid alt öeldes seisneb bioinformaatika homoloogia ja sarnasuse peamine erinevus nende määratlustes. Homoloogia on väide kahe järjestuse ühisest evolutsioonilisest päritolust, samas kui sarnasus on kahe järjestuse sarnasus. Homoloogia tekib ortoloogide, paraloogide ja ksenoloogide tõttu. Sarnasuse tuletamisel on võimalik kasutada selliseid algoritme nagu FastA, BLAST ja LALIGN. Homoloogiat ei saa väljendada arvutusena, kuid sarnasust saab väljendada sarnaste jääkide protsendina antud joonduse pikkuses. Seega on see kokkuvõte erinevusest homoloogia ja sarnasuse vahel bioinformaatikas.
