Difference between Global and Local Sequence Alignment ||Why do we align sequences?

Summary

في هذا الفيديو، يناقش الموضوع الفرق بين محاذاة التسلسل العالمية والمحلية في البيولوجيا. يُعرف محاذاة التسلسل بأنها عملية مقارنة تسلسلين أو أكثر من خلال البحث عن تطابقات أو أنماط مشتركة. يتم شرح الأنواع المختلفة لمحاذاة التسلسل مثل المحاذاة الزوجية والمتعددة، بالإضافة إلى تفاصيل المحاذاة العالمية والمحلية. المحاذاة العالمية مناسبة للتسلسلات المتشابهة، بينما المحاذاة المحلية تستخدم لتحديد الأنماط المحفوظة في التسلسلات المختلفة. كما تم استعراض الأدوات والخوارزميات المتاحة مثل Needleman-Wunsch وSmith-Waterman.

Takeaways

• 😀 التراصف التسلسلي هو عملية مقارنة سلسلتين أو أكثر من التسلسلات البيولوجية مثل الحمض النووي أو البروتينات لتحديد التشابهات بينها.
• 😀 في التراصف الزوجي، تتم مقارنة سلسلتين فقط، بينما في التراصف المتعدد يتم مقارنة أكثر من سلسلتين في نفس الوقت.
• 😀 التراصف العالمي يعنى بمحاذاة التسلسل من البداية إلى النهاية، بينما التراصف المحلي يركز على محاذاة الأجزاء الأكثر تشابهًا فقط.
• 😀 التراصف العالمي مناسب لتسلسلات متشابهة أو متجانسة في الطول، مثل تسلسلات الجينات المتجانسة.
• 😀 التراصف المحلي مثالي للتسلسلات غير المتجانسة أو المتباعدة، ويهدف إلى تحديد المناطق المحفوظة التي تظهر في أنواع متعددة.
• 😀 الأدوات المستخدمة في التراصف العالمي تشمل *Emboss Needle* والخوارزمية المعروفة باسم *Needleman-Wunsch*.
• 😀 الأدوات المستخدمة في التراصف المحلي تشمل *BLAST* وخوارزمية *Smith-Waterman*.
• 😀 التراصف التسلسلي يساعد في اكتشاف العلاقات الهيكلية والوظيفية والتطورية بين التسلسلات.
• 😀 التراصف مفيد أيضًا في تحديد المناطق المحفوظة التي لا تتغير عبر الزمن التطوري، ما يساعد في فهم وظائف الجينات.
• 😀 التراصف يساعد في دراسة العائلات الجينية، التي هي مجموعات من الجينات التي نشأت من حدث تكرار جيني.
• 😀 يمكن استخدام التراصف التسلسلي للتنبؤ بوظائف الجينات الجديدة من خلال مقارنة التسلسل مع تسلسلات موجودة في قواعد البيانات.

Q & A

ما هو تعريف محاذاة التسلسل في البيولوجيا؟

محاذاة التسلسل هي عملية مقارنة تسلسلين أو أكثر من التسلسلات البيولوجية (مثل DNA أو RNA أو البروتينات) بهدف البحث عن أنماط أو شخصيات متشابهة في ترتيب معين بين التسلسلات.

ما الفرق بين محاذاة التسلسل الزوجية والمتعددة؟

محاذاة التسلسل الزوجية هي مقارنة بين تسلسلين فقط، بينما محاذاة التسلسل المتعددة تتضمن مقارنة أكثر من تسلسل واحد في نفس الوقت، مما يساعد على دراسة العلاقات التطورية بين الأنواع المختلفة.

ما هو الفرق الأساسي بين المحاذاة العالمية والمحلية؟

المحاذاة العالمية تهدف إلى محاذاة التسلسل بأكمله من البداية إلى النهاية، وتناسب التسلسلات المتشابهة بشكل كبير، بينما المحاذاة المحلية تركز فقط على محاذاة المناطق التي تظهر أعلى مستوى من التشابه بين التسلسلات.

ما هي الحالات التي تناسب فيها المحاذاة العالمية؟

المحاذاة العالمية مناسبة لمقارنة تسلسلات متشابهة جدا، مثل جينات أو بروتينات من نفس الأنواع أو الأنواع القريبة، حيث يمكن محاذاة التسلسل كاملاً بشكل دقيق.

في أي الحالات يُفضل استخدام المحاذاة المحلية؟

المحاذاة المحلية تُستخدم عادة لمقارنة تسلسلات غير مرتبطة أو تسلسلات متباعدة بشكل كبير، بحيث يمكن تحديد المناطق المتشابهة والمحفوظة عبر الأنواع أو الأجناس المختلفة.

ما هي الأدوات والخوارزميات المستخدمة في المحاذاة العالمية؟

من الأدوات المستخدمة في المحاذاة العالمية: خوارزمية Needleman-Wunsch، وأداة EMBOSS Needle، و BLAST (التي تستخدم في بعض الأحيان للمحاذاة العالمية).

ما هي الأدوات المستخدمة في المحاذاة المحلية؟

الأدوات المستخدمة في المحاذاة المحلية تشمل خوارزمية Smith-Waterman، وأداة BLAST (البحث المحلي لمحاذاة التسلسل)، وأداة EMBOSS Water.

ما الغرض من محاذاة التسلسل في الدراسات البيولوجية؟

محاذاة التسلسل تُستخدم لاكتشاف معلومات هيكلية ووظيفية وتطورية عن التسلسلات، بما في ذلك تحديد تسلسلات محفوظة عبر الأنواع والتنبؤ بالعائلات الجينية والعلاقات التطورية بين التسلسلات.

ما هو الهدف من محاذاة تسلسل الجينات التي تم تحديدها حديثًا؟

محاذاة تسلسل الجينات الجديدة مع التسلسلات الموجودة في قواعد البيانات تساعد في التنبؤ بوظيفة الجين بناءً على التشابه مع جينات معروفة، كما تساهم في اكتشاف العائلات الجينية والتسلسلات المحفوظة.

كيف يمكن للمحاذاة أن تساعد في دراسة العلاقات التطورية بين التسلسلات؟

من خلال محاذاة التسلسلات، يمكن للباحثين تحديد التسلسلات المحفوظة عبر الأنواع، مما يساعد في فهم العلاقة التطورية بين الجينات والبروتينات واكتشاف العناصر الجينية التي تم الحفاظ عليها خلال التطور.