Η βασική διαφορά μεταξύ ομολογίας και ομοιότητας στη βιοπληροφορική είναι ότι η ομολογία αναφέρεται σε μια δήλωση σχετικά με την κοινή εξελικτική καταγωγή δύο αλληλουχιών, ενώ η ομοιότητα αναφέρεται στο βαθμό ομοιότητας μεταξύ δύο αλληλουχιών.
Η βιοπληροφορική είναι ένας τομέας της επιστήμης που συνδυάζει τη βιολογία, τη μηχανική πληροφοριών, την επιστήμη των υπολογιστών, τα μαθηματικά και τη στατιστική για την ανάλυση και την ερμηνεία βιολογικών δεδομένων. Η ομολογία και η ομοιότητα είναι δύο όροι που χρησιμοποιούμε στον τομέα της βιοπληροφορικής. Μπορούμε εύκολα να υπολογίσουμε την ομοιότητα ως ποσοστό παρόμοιων υπολειμμάτων σε ένα δεδομένο μήκος της ευθυγράμμισης. Ωστόσο, δεν μπορούμε να υπολογίσουμε την ομολογία καθώς μπορεί να είναι αληθής ή ψευδής και συνήθως εξαρτάται από την υπόθεση που χρησιμοποιείται.
Τι είναι η Ομολογία στη Βιοπληροφορική;
Η ομολογία στη βιοπληροφορική αναφέρεται στη βιολογική ομολογία μεταξύ αλληλουχιών DNA, RNA και πρωτεϊνών που ορίζονται ως προς τις κοινές προγονικές ιδιότητες στο εξελικτικό δέντρο της ζωής. Με άλλα λόγια, είναι η κοινή εξελικτική καταγωγή δύο ακολουθιών. Ο λόγος για αυτό το περιστατικό μπορεί να οφείλεται είτε σε συμβάντα ειδογένεσης (ορθολόγοι), σε οριζόντια γεγονότα μεταφοράς γονιδίων (ξενολόγοι) ή σε γεγονότα διπλασιασμού (παράλογα).
Εικόνα 01: Στοίχιση πολλαπλών ακολουθιών
Είναι δυνατόν να συναχθεί η ομολογία μεταξύ DNA, RNA ή πρωτεϊνών από την ομοιότητα αλληλουχίας αμινοξέων ή νουκλεοτιδίων. Μια σημαντική ομοιότητα χρησιμεύει ως ισχυρή αποδεικτική ιδιότητα για να συμπεράνουμε ότι δύο ακολουθίες σχετίζονται με μια κοινή προγονική ακολουθία με εξελικτικές αλλαγές. Οι στοίχιση πολλαπλών ακολουθιών υποδεικνύουν τις περιοχές κάθε ακολουθίας με ομόλογη φύση.
Τι είναι η Ομοιότητα στη Βιοπληροφορική;
Στη βιοπληροφορική, η ομοιότητα αξιολογεί την ομοιότητα μεταξύ δύο πρωτεϊνών ή αλληλουχιών νουκλεοτιδίων. Υπάρχουν δύο βασικά βήματα σε αυτή τη διαδικασία. Το αρχικό βήμα είναι η στοίχιση ανά ζεύγος, η οποία βοηθά στην εύρεση της βέλτιστης ευθυγράμμισης μεταξύ δύο ακολουθιών (συμπεριλαμβανομένων των κενών) χρησιμοποιώντας αλγόριθμους όπως BLAST, FastA και LALIGN. Μετά τη στοίχιση ανά ζεύγος, είναι απαραίτητο να ληφθούν δύο ποσοτικές παράμετροι από κάθε σύγκριση ανά ζεύγος. Είναι ταυτότητα και ομοιότητα. Στο BLAST, οι ομοιότητες αναζήτησης είναι γνωστές ως θετικές.
Εικόνα 02: Pairwise Alignment
Μια συντηρητική μετάλλαξη συμβαίνει όταν ένα αμινοξύ μεταλλάσσεται σε ένα παρόμοιο υπόλειμμα διατηρώντας τις φυσικοχημικές ιδιότητες. Για παράδειγμα, εάν η αργινίνη μεταλλάσσεται σε λυσίνη με +1 θετικό φορτίο, γίνεται αποδεκτό αφού τα δύο αμινοξέα έχουν παρόμοια ιδιότητα και δεν αλλάζουν τη μεταφρασμένη πρωτεΐνη. Ως εκ τούτου, οι μετρήσεις ομοιότητας εξαρτώνται από τα κριτήρια για το πώς είναι δύο υπολείμματα αμινοξέων μεταξύ τους.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της ομολογίας και της ομοιότητας στη βιοπληροφορική;
- Ομολογία και ομοιότητα είναι δύο τεχνικοί όροι που συναντάμε στη βιοπληροφορική.
- Επιπλέον, και οι δύο όροι αναφέρονται στη μοριακή ανάλυση αλληλουχιών.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της ομολογίας και της ομοιότητας στη βιοπληροφορική;
Η Ομολογία αναφέρεται σε μια δήλωση σχετικά με την κοινή εξελικτική καταγωγή δύο ακολουθιών ενώ η ομοιότητα αναφέρεται στο βαθμό ομοιότητας μεταξύ δύο ακολουθιών. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ της ομολογίας και της ομοιότητας στη βιοπληροφορική. Επιπλέον, η ομολογία δεν μπορεί να υπολογιστεί καθώς θα μπορούσε να είναι αληθής ή ψευδής και συνήθως εξαρτάται από την υπόθεση, ενώ η ομοιότητα μπορεί εύκολα να υπολογιστεί ως ποσοστό παρόμοιων υπολειμμάτων σε ένα δεδομένο μήκος της ευθυγράμμισης. Ως εκ τούτου, αυτή είναι μια σημαντική διαφορά μεταξύ της ομολογίας και της ομοιότητας στη βιοπληροφορική.
Το παρακάτω infographic παραθέτει τη διαφορά μεταξύ ομολογίας και ομοιότητας στη βιοπληροφορική.
Σύνοψη – Ομολογία vs Ομοιότητα στη Βιοπληροφορική
Συνοπτικά, η βασική διαφορά μεταξύ ομολογίας και ομοιότητας στη βιοπληροφορική έγκειται στους ορισμούς τους. Η ομολογία είναι μια δήλωση κοινής εξελικτικής καταγωγής δύο ακολουθιών ενώ η ομοιότητα είναι η ομοιότητα μεταξύ δύο ακολουθιών. Η ομολογία εμφανίζεται λόγω ορθολόγων, παραλογίων και ξενολόγων. Κατά την εξαγωγή της ομοιότητας, είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν αλγόριθμοι όπως FastA, BLAST και LALIGN. Η ομολογία δεν μπορεί να εκφραστεί ως υπολογισμός, αλλά η ομοιότητα θα μπορούσε να εκφραστεί ως ποσοστό παρόμοιων υπολειμμάτων σε ένα δεδομένο μήκος της ευθυγράμμισης. Έτσι, αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ ομολογίας και ομοιότητας στη βιοπληροφορική.
