Ključna razlika med homologijo in podobnostjo v bioinformatiki je, da se homologija nanaša na izjavo o skupnem evolucijskem izvoru dveh zaporedij, medtem ko se podobnost nanaša na stopnjo podobnosti med dvema zaporedjema.
Bioinformatika je področje znanosti, ki združuje biologijo, informacijski inženiring, računalništvo, matematiko in statistiko za analizo in interpretacijo bioloških podatkov. Homologija in podobnost sta izraza, ki ju uporabljamo na področju bioinformatike. Podobnost lahko preprosto izračunamo kot odstotek podobnih ostankov na določeni dolžini poravnave. Vendar homologije ne moremo izračunati, ker je lahko resnična ali napačna in je običajno odvisna od uporabljene hipoteze.
Kaj je homologija v bioinformatiki?
Homologija v bioinformatiki se nanaša na biološko homologijo med zaporedji DNA, RNA in proteinov, ki so opredeljena v smislu skupnih lastnosti prednikov v evolucijskem drevesu življenja. Z drugimi besedami, to je skupni evolucijski prednik dveh zaporedij. Razlog za takšen pojav so lahko bodisi dogodki speciacije (ortologi), dogodki horizontalnega prenosa genov (ksenologi) ali dogodki podvajanja (paralogi).
Slika 01: Poravnava več zaporedij
Homologijo med DNK, RNK ali proteini je mogoče sklepati na podlagi podobnosti njihovih aminokislin ali nukleotidnih sekvenc. Pomembna podobnost služi kot močna dokazna lastnost za sklepanje, da sta dve zaporedji povezani s skupnim zaporedjem prednikov z evolucijskimi spremembami. Poravnave več zaporedij označujejo področja vsakega zaporedja s homologno naravo.
Kaj je podobnost v bioinformatiki?
V bioinformatiki podobnost ocenjuje podobnost med dvema proteinoma ali nukleotidnima zaporedjema. Ta postopek vključuje dva glavna koraka. Začetni korak je poravnava po parih, ki pomaga najti optimalno poravnavo med dvema zaporedjema (vključno z vrzelmi) z uporabo algoritmov, kot so BLAST, FastA in LALIGN. Po poravnavi po parih je potrebno pridobiti dva kvantitativna parametra iz vsake primerjave po parih. So istovetnost in podobnost. V BLAST so podobnosti pri iskanju znane kot pozitivne.
Slika 02: Poravnava po parih
Konzervativna mutacija se pojavi, ko aminokislina mutira v podoben ostanek, pri tem pa ohrani fizikalno-kemične lastnosti. Na primer, če arginin mutira v lizin s pozitivnim nabojem +1, je to sprejeto, ker sta si aminokislini podobni in ne spremenita prevedenega proteina. Zato so meritve podobnosti odvisne od kriterijev, kako sta dva aminokislinska ostanka drug proti drugemu.
Kakšne so podobnosti med homologijo in podobnostjo v bioinformatiki?
- Homologija in podobnost sta dva strokovna izraza, ki ju srečujemo v bioinformatiki.
- Poleg tega se oba izraza nanašata na molekularno analizo sekvenc.
Kakšna je razlika med homologijo in podobnostjo v bioinformatiki?
Homologija se nanaša na izjavo o skupnem evolucijskem izvoru dveh zaporedij, medtem ko se podobnost nanaša na stopnjo podobnosti med dvema zaporedjema. Torej, to je ključna razlika med homologijo in podobnostjo v bioinformatiki. Poleg tega homologije ni mogoče izračunati, ker je lahko resnična ali napačna in je običajno odvisna od hipoteze, medtem ko je podobnost mogoče enostavno izračunati kot odstotek podobnih ostankov v dani dolžini poravnave. Zato je to pomembna razlika med homologijo in podobnostjo v bioinformatiki.
Naslednja infografika navaja razliko med homologijo in podobnostjo v bioinformatiki.
Povzetek – Homologija proti podobnosti v bioinformatiki
Na kratko, ključna razlika med homologijo in podobnostjo v bioinformatiki je v njunih definicijah. Homologija je izjava o skupnem evolucijskem izvoru dveh zaporedij, medtem ko je podobnost podobnost med dvema zaporedjema. Homologija nastane zaradi ortologov, paralogov in ksenologov. Pri ugotavljanju podobnosti je mogoče uporabiti algoritme, kot so FastA, BLAST in LALIGN. Homologije ni mogoče izraziti kot izračun, vendar bi lahko podobnost izrazili kot odstotek podobnih ostankov v dani dolžini poravnave. To je torej povzetek razlike med homologijo in podobnostjo v bioinformatiki.
