Сравнение выравниваний

Были получены глобальные и локальные выравнивания нескольких пар гомологичных и негомологичных белков с помощью команд needle и water из Emboss. Описания выравниваний приведены в таблице
Выравнивания гомологичных белков обладают большим весом, более половины идентичных или сходных соответствий указывают на родство белков.
Выравнивания негомологичных белков обладают меньшим весом, доля идентичных соответствий в данных примерах не превышала 30%, сходных набирается 40% только при окальном выравнии на небольших участках. Таким образом, доля идентичных и сходных соответствий - наилучший критерий для определения гомологичности последовательностей.

Сравнение множественного и парных выравниваний.

Были построены выравнивания для рибосомальных белков Ignicoccus hospitalis и Haloquadratum walsby. Для множественного выравнивания использовались ещё 3 гомологичных белка.
Локальное выравнивание совпадает и с глобальным, и с множественным на своём участке. Глобальное выравнивание отличается от множественного в начале - в множественном выравнивании одна из выровненных последовательностей начнается серией гэпов, в глобальном аналогичная серия идёт пожже. На этом участке данные белки сильно отличаются и гомологичность последовательностей трудноустановима.
herebealignments
Рисунок 1. Сравнение выравнинаний(сверху множетсвенное, посередине глобальное, внизу локальное
Глобальное выравнивание

Описание графов выравниваний

Процес нахождения выравнивания может быть визуализирован в виде ориентированного взвешанного графа.
Рисунок 2. Попытка показать, какие ячейки связаны. Синие стрелки - "по верху", зелёные - "по низу"
Граф легче представить как таблицу (n+1) * (m + 1), где m, n - длины последовательностей. Под и над каждой ячейкой находятся дополнительные ячейки. Ячейка (i,j) содержит вес оптимального выравнивания подпоследовательностей из i-1 и j-1 первого символа. В глобальном выравнивании с аффинными штрафами соединены :
1) ячейки (i,j) и (i+1,j+1), вес таких стрелок равен весу замены i-го символа первой последовательности на j-й второй;
2) ячейки (i,j) и (i, j+1 верхнее), (i,j) и (i+1,j нижнее), штраф за такие рёбра равен штрафу за появление гэпа
3) ячейки (i,j верхнее) и (i,j+1 верхнее), (i,j нижнее) и (i+1,j нижнее), штраф равен штрафу за увеличение инделя. В других направлениях верхние и нижние ячейки ведут себя как обычные.
В локальном выравнивании также рёбра идут от первой ячейки ко всем ячейкам и от всех ячеек к последней, веса таких рёбер равны 0.