Bioinformatica modulo 2: Prof Forestan, Appunti di Bioinformatica

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NEEDLEMAN-WUNSCH

• Exact global alignment method
• Non adatto in molti casi (es. db searches, ricerca di piccole regioni di similarità, allineamenti tra sequenze con grosse differenze di lunghezza)
• Il più rigoroso e completo se lo scopo è di allineare sequenze che non si sono evolute per exon shuffling, inserzione/delezione di domini, etc.
• Il metodo migliore se le sequenze sono di lunghezze simili e si sono evolute da un antenato comune attraverso mutazioni di punto, piccole ind/dels Cristian Forestan, Ph.D – BIOINFORMATICA CON BASI DI PROGRAMMAZIONE Mod. I - Allineamenti

Conviene allineare sequenze proteiche o nucleotidiche?

• Come già visto per BLAST, l’allineamento di sequenze nucleotidiche codificanti tradotte in amino acidi garantisce una maggiore sensibilità
• In particolare però il problema principale nell’allineamento di sequenze nucleotidiche codificanti è l’inserzione di frameshift , dal momento che senza opportuni accorgimenti i confini tra codoni non sono rispettati
• Quindi in questi casi gli algoritmi di allineamento multiplo, puntando all’ottenimento del miglior punteggio possibile, potrebbero generare un allineamento tra nucleotidi presenti in posizione diversa nel contesto delle triplette dei codoni, risultando in un allineamento biologicamente inconsistente e non realistico Cristian Forestan, Ph.D – BIOINFORMATICA CON BASI DI PROGRAMMAZIONE Mod. I - MSA

Cosa si intende per un allineamento perfetto?

• Un allineamento perfetto in teoria dovrebbe rispecchiare pienamente la storia evolutiva di una famiglia di sequenze ed essere quindi funzionalmente/strutturalmente ed evolutivamente corretto
• Tutti i nucleotidi o amino acidi omologhi dovrebbero quindi essere incolonnati nella medesima posizione
• Questo è tuttavia praticamente impossibile, dal momento che le sequenze ancestrali da cui quelle osservate derivano non sono direttamente osservabili. Esse possono solamente essere inferite
• È sempre opportuno un controllo manuale da parte dell’utente , che può decidere di inserire o rimuovere gap e spostare alcune posizioni dell’allineamento con una procedura di sequence editing , a volte tenendo in considerazione informazioni già note sulla conservazione funzionale delle sequenze Cristian Forestan, Ph.D – BIOINFORMATICA CON BASI DI PROGRAMMAZIONE Mod. I - MSA