شعار التسلسل

في المعلوماتية الحيوية ، يُعدّ شعار التسلسل تمثيلاً بيانياً لحفظ تسلسل النيوكليوتيدات (في سلسلة الحمض النووي DNA / RNA ) أو الأحماض الأمينية (في تسلسلات البروتينات ). ^{[ 1 ]} يُنشأ شعار التسلسل من مجموعة من التسلسلات المتراصفة، ويُصوّر التسلسل التوافقي وتنوع التسلسلات. تُستخدم شعارات التسلسل بكثرة لتوضيح خصائص التسلسل، مثل مواقع ارتباط البروتين في الحمض النووي DNA أو الوحدات الوظيفية في البروتينات.

يتكون شعار التسلسل من مجموعة من الأحرف في كل موضع. تشير الأحجام النسبية للأحرف إلى تكرارها في التسلسلات. يمثل الارتفاع الكلي للأحرف محتوى المعلومات في الموضع، بوحدة البت.

لإنشاء شعارات التسلسل، تُحاذى تسلسلات الحمض النووي (DNA) أو الحمض النووي الريبوزي (RNA) أو البروتينات ذات الصلة، أو تسلسلات الحمض النووي التي تشترك في مواقع ارتباط محفوظة، بحيث تُشكّل الأجزاء الأكثر حفظًا محاذاة جيدة. بعد ذلك، يُمكن إنشاء شعار التسلسل من محاذاة التسلسل المتعدد المحفوظ . يُظهر شعار التسلسل مدى جودة حفظ الأحماض الأمينية في كل موضع: فكلما زاد عدد الأحماض الأمينية، زاد ارتفاع الأحرف، لأن الحفظ يكون أفضل في ذلك الموضع. تُقاس الأحماض الأمينية المختلفة في الموضع نفسه وفقًا لتكرارها. يُقاس ارتفاع مجموعة الأحماض الأمينية بالكامل بالبتات . يُمكن استخدام شعارات التسلسل لتمثيل مواقع ارتباط الحمض النووي المحفوظة ، حيث ترتبط عوامل النسخ .

محتوى المعلومات (المحور الصادي) للموقع${\displaystyle i}$يتم تحديده بواسطة: ^{[ 2 ]}

بالنسبة للأحماض الأمينية،${\displaystyle R_{i}=\log _{2}(20)-(H_{i}+e_{n})}$

بالنسبة للأحماض النووية،${\displaystyle R_{i}=\log _{2}(4)-(H_{i}+e_{n})}$

أين${\displaystyle H_{i}}$عدم اليقين (يسمى أحيانًا إنتروبيا شانون ) للموقع${\displaystyle i}$

${\displaystyle H_{i}=-\sum _{b=1}^{t}f_{b,i}\times \log _{2}f_{b,i}}$

هنا،${\displaystyle f_{b,i}}$هو التردد النسبي للقاعدة أو الحمض الأميني${\displaystyle b}$في هذا المنصب${\displaystyle i}$، و${\displaystyle e_{n}}$هو تصحيح العينة الصغيرة لمحاذاة${\displaystyle n}$الحروف. ^{[ 2 ] [ 3 ]} ارتفاع الحرف${\displaystyle b}$في العمود${\displaystyle i}$يُعطى بواسطة

${\displaystyle {\text{height}}=f_{b,i}\times R_{i}}$

التقريب لتصحيح العينة الصغيرة،${\displaystyle e_{n}}$، ويتم الحصول عليها من خلال:

${\displaystyle e_{n}={\frac {1}{\ln {2}}}\times {\frac {s-1}{2n}}}$

أين${\displaystyle s}$4 للنيوكليوتيدات، و20 للأحماض الأمينية، و${\displaystyle n}$يمثل عدد التسلسلات في المحاذاة.

شعار التوافق هو شكل مبسط من شعار التسلسل، ويمكن تضمينه في نص. وكما هو الحال في شعار التسلسل، يُنشأ شعار التوافق من مجموعة من تسلسلات البروتين أو الحمض النووي (DNA/RNA) المتراصفة، وينقل معلومات حول مدى حفظ كل موقع في نمط التسلسل أو تراصف التسلسل ^{[ 1 ] [ 4 ]} . مع ذلك، يعرض شعار التوافق معلومات الحفظ فقط، وليس معلومات تردد كل نيوكليوتيد أو حمض أميني في كل موقع. فبدلاً من استخدام مجموعة من الأحرف للدلالة على التردد النسبي لكل حرف، يُظهر شعار التوافق درجة حفظ كل موقع باستخدام ارتفاع حرف التوافق في ذلك الموقع.

لا تقتصر نماذج ماركوف المخفية (HMMs) على دراسة محتوى المعلومات للمواقع المتراصفة في التسلسل فحسب، بل تشمل أيضًا عمليات الإدخال والحذف. في شعار تسلسل HMM المستخدم في Pfam ، تُضاف ثلاثة صفوف للإشارة إلى ترددات الإشغال (الوجود) والإدخال، بالإضافة إلى طول الإدخال المتوقع. ^{[ 6 ]}

• نمط التسلسل
• مصفوفة تسجيل النقاط الخاصة بكل مركز
• موقع ارتباط الحمض النووي

• كيفية قراءة شعارات التسلسل .
• توصيات لإنشاء شعارات متسلسلة .
• إيريل، آي.، "مقدمة مبسطة لمحتوى المعلومات في مواقع ارتباط عوامل النسخ"، نسخة إلكترونية
• ما هو شعار التسلسل (in)؟