序列比對基礎(chǔ)與blast入門打分矩陣

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1、序列比對基礎(chǔ)與BLAST入門生物信息學(xué)補(bǔ)充一：打分矩陣序列比對的基本原理提出比對要考慮的問題專業(yè)算法（構(gòu)建打分矩陣）數(shù)學(xué)程序計(jì)算機(jī)搜索數(shù)據(jù)庫計(jì)算機(jī)給出比對結(jié)果（比對分?jǐn)?shù)、顯著性檢驗(yàn)）打分一、算法與程序算法是指按照一定的方式描述計(jì)算過程或處理某個問題的一系列步驟。程序則是算法的具體實(shí)現(xiàn)，也就是用某種計(jì)算機(jī)語言編寫的實(shí)現(xiàn)某個算法的一組指令集合。一個算法可能會有多種實(shí)現(xiàn)的方法。如果算法的描述或定義明確，那么這些不同的實(shí)現(xiàn)方法，即不同的程序應(yīng)給出同樣的結(jié)果。二、打分矩陣(ScoringMatrix)簡介要對兩個

2、序列進(jìn)行比對，必須首先打出其相似性的定量分值,于是需要一個打分矩陣。矩陣(Matrix)：是由m×n個數(shù)組成的一個m行n列的矩形表格。矩陣(Matrix)某公司生產(chǎn)四種產(chǎn)品A、B、C、D,第一季度的銷量分別如下表所示：產(chǎn)品銷量（件）月份ABCD一月300250220180二月320230200200三月310280210220矩陣(Matrix)為了研究方便，在數(shù)學(xué)中常把表中的說明去掉，將上表簡化為如下的矩形數(shù)表：由3×4個數(shù)組成的一個3行4列的矩形表格。此表在數(shù)學(xué)上稱為矩陣（縱橫排列的二維數(shù)據(jù)表格）。

3、核酸打分矩陣----AT--GCAT--GCATGC--ATGCATATATATATAT----ATATAT----GCATGCATGCATGCATGC

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46、CGATCG--ATCG--AT--CG--------ATATATATATATGCATATATATGCATGCATGCATGCAT上述序列比對過程中，只考慮了堿基的同一性，即兩個序列之間完全相同的匹配堿基數(shù)目。可以把這種只考慮堿基同一性的矩陣?yán)斫鉃橐粋€分?jǐn)?shù)值為1和0的

47、分?jǐn)?shù)矩陣，即相同殘基的分?jǐn)?shù)值為1，不同殘基的分?jǐn)?shù)值為0。用于核酸比對的簡單打分矩陣ACGTA1000C0100G0010T0001ACGTA5-4-4-4C-45-4-4G-4-45-4T-4-4-45單一打分矩陣BLAST打分矩陣蛋白質(zhì)打分矩陣保守性替換（conservativesubstitution）通常在某些位點(diǎn)上有一些氨基酸被另外一些理化特性相似的氨基酸所代替，這種突變可稱為保守性替換。保守性替換一般不會影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。與核苷酸序列比對不同，氨基酸序列比對不僅要考慮殘基是否相同，還要考

48、慮殘基是否相似以及相似的不同程度。LAAWAAAERDCRVSSFRVKENFDKARFSGTWYAMAKKDPE

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56、:ALALTCGAQALIVT..QTMKGLDIQKVAGTWYSLAMAASD1.極性中性氨基酸（親水，含羥基）2.堿性氨基酸氨基酸分類alanine丙氨酸AlaAvaline纈氨酸ValVleucine亮氨酸LeuLisoleucine異亮氨酸IleIphenylalanine苯丙氨酸PheFproline脯氨酸ProPmethionine甲硫氨酸MetMglyci

57、ne甘氨酸GlyGtryptophan色氨酸TrpWserine絲氨酸SerStyrosine酪氨酸TyrYcysteine半胱氨酸CysCasparagine天冬酰氨AsnNglutarmine谷氨酰胺GlnQthreonine蘇氨酸ThrTasparticacid天冬氨酸AspDglutarmicacid谷氨酸GluEarginine精氨酸ArgRhistidine組氨酸HisHlysine賴氨酸LysK非極性疏水性氨基酸極性中性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸（芳香族氨基酸F、W、Y）（含硫氨基酸C、M

58、）王鏡巖編《生物化學(xué)》（第三版）第127頁果蠅GAKKVIISAPSAD.APM..FVCGVNLDAYKPDMKVVSNASCTTNCLAPLA人類GAKRVIISAPSAD.APM..FVMGVNHEKYDNSLKIISNASCTTNCLAPLA植物GAKKVIISAPSAD.APM..FVVGVNEHTYQPNMDIVSNASCTTNCLAPLA細(xì)菌GAKKVVMTGPSKDNTPM..FVKGANFDKY.AGQDIVSNASCTTNCLAPLA酵母GAKKVVITAPSS.TAPM..FVMG

59、VNEEKYTSDLKIVSNASCTTNCLAPLA古細(xì)GAKKVLISAPPKGDEPVKQLVYGVNHDEYDGE.DVVSNASCTTNSITPVA果蠅KVINDNFEIVEGLMTTVHATTATQKTVDGPSGKLWRDGRGAAQNIIPAST人類KVIHDNFGIVEGLMTTVHAITATQKTVDGPSGKLWRDGRGALQNIIPAST植物KVVHEEFGILEGLMTTVHATTATQKTVDGPSMKDWRG