1 of 30

DNA Dizi Karşılaştırma

��Emrah Kırdök

06 Kasısm, 2020

2 of 30

DIZI KARŞILAŞTIRMA

3 of 30

Dizi karşılaştırma

Biyoinformatik alanındaki temel konulardan bir tanesi:

    • İşlev tahmini
    • veri tabanında arama
    • gen arama
    • korunmuş bölgelerin bulunması

4 of 30

Dizi benzerliği

    • Homolog (benzer)
    • Ortolog
    • Paralog
    • Analog

5 of 30

Dizi benzerliği

DNA, RNA ve protein dizileri arasındaki korunmuş evrimsel tarih! - Ortak bir nokta vardı, bu diziler oradan geldiler

6 of 30

Histon

Histon örneği üzerinden ortolog, paralog ve analog genler

7 of 30

Paralog genler

İnsan Globin genleri paralogları

8 of 30

Ortolog genler

Miyoglobin genleri

9 of 30

Tek bir ağaç üzerinden

Globin genleri

10 of 30

Homolog genler

    • Homolog
    • Ortolog
    • Paralog
    • Analog

11 of 30

Peki organlar?

Homolog organlar

12 of 30

Peki organlar?

Analog organlar

13 of 30

Dizi benzerliği?

14 of 30

DIZI KARŞILAŞTIRMA

15 of 30

Dizi karşılaştırma

    • Homolog
    • Evrim
    • Farklılaşma

16 of 30

Dizi karşılaştırma

    • mutasyon: tek nükleotid değişimi
    • inseriyon: bir bölgeye yene bir nükleotid girişimi
    • delesyon: bir bölgede tek bir nükleotid kesimi
    • indel: önce insersiyon sonra delesyon

17 of 30

Dizi karşılaştırma

İki dizi nasıl karşılaştırılır?

    • iki dizi arasındaki benzer bölgeleri hizala
    • global (uçtan uca)
    • lokal (bölgesel)

18 of 30

Dizi karşılaştırma

Neden dizi karşılaştırma?

    • kaynağı bilinmeyen dizinin ne olduğunu bulabiliriz!

19 of 30

Dizi karşılaştırma

    • İki veya daha fazla dizinin, benzerlik gösterdiği bölgelere göre düzenlenmesi
    • Homoloji gösteren bölgelerin üst üste gelmesi için boşluklar (gap) eklenir

20 of 30

Dizi karşılaştırma

DNA-dizisi-1

​

tcctctgcctctgccatcat---caaccccaaagt

|||| ||| ||||| ||||| ||||||||||||

tcctgtgcatctgcaatcatgggcaaccccaaagt

​

DNA-dizisi-2

​

21 of 30

Dizi karşılaştırma

    • Needleman-Wuncsch (ikili global hizalama)
    • Smith-Waterman (ikili bölgesel (lokal) ya da global)
    • BLAST ikili bölgesel hizalama

22 of 30

Dizi karşılaştırma

Pairwise alignment: ikili hizalama

    • iki dizi (DNA veya Protein) arasındaki en olası Homoloji
    • veritabanlarında arama (dizi tanımlama veya dizi işlevi)
    • moleküler evrim

23 of 30

Dizi karşılaştırma

    • Evrimsel çalışmalar
    • DNA dizleri, ortak atadan nasıl evrimleşir?
    • eşleşme göstermeyen bazlar: mutasyon
    • boşluklar (gap): insersiyon, delesyon
    • Etiketlenmiş diziler ile karşılaştırma

24 of 30

Global hizalama

    • Uçtan uca hizalama
    • iki dizi arasında yüksek oranda homoloji gerektirir!!!!
    • yakın ilişkideki diziler hizalanır

25 of 30

Global hizalama

V I V A L A S V E G A S

| | | | | | |

V I V A D A - V - - I S

​

26 of 30

Needleman-Wunsch

    • dinamik programlama
    • en yüksek skor ile hizalama

27 of 30

Skorlama

V I V A L A S V E G A S

| | | | | | |

V I V A D A - V - - I S

​

​

​

M(A) = 7 matches + 2 mismatches + 3 gaps

= 7 – 2 – 3 = 2

28 of 30

Bölgesel (lokal) hizalama

    • Diziler arasındaki korunmuş bölgelerin bulunması hedeflenir
    • dizilerden bir tanesi uzun, bir tanesi kısa olabilir
    • uçtan uca değil, bölgesel!

29 of 30

Smith Waterman

    • Çok uzun sürebilir (zaman ve bilgisayar gücü)

30 of 30

BLAST