BLAST—Basic Local Alignment Search Tool

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1、BLAST—BasicLocalAlignmentSearchToolEfficientDatabaseSearchingMethodsGoals:identifyanunknownsequencefindothermembersofmultigenefamiliesfindrelatedproteinsdeterminewhichregionsareconservedbetweenproteinsornucleicacids(i.e.mostbiologicallysignificant)findoverlappingregionswhenassemblingsequencingreacti

2、onsintoafinalsequenceSimilarity&Homology同源和相似是两个不同的概念。相似性是指一种很直接的数量关系，比如部分相同或相似的百分比或其它一些合适的度量(measurement)，而同源性是指从一些数据中推断出的两个基因在进化上曾具有共同祖先的结论，它是质的判断(judgment)。RelationshipTermsIdentical(相同)Whenacorrespondingcharacterissharedbetweentwospeciesorpopulations,thatcharacterissaidtobeidentical.Similar(相似)T

3、hedegreetowhichtwospeciesorpopulationsshareidentities.Analogous(类似)Whencharactersaresimilarduetoconvergentevolution(趋同进化),theyareanalogous.TermsHomologous(同源)Whencharactersaresimilarduetocommonancestry,theyarehomologous.Orthologous(直系同源)Whencharactersarehomologouswithconserverdfunction,theyareorthol

4、ogous.Paralogous(旁系同源)Whencharactersarehomologouswithdivergentfunction,theyareparalogous.常用算法动态规划算法:(dynamicprogramming)计算两个序列间的最大可能的相似性，可以处理碱基替换和间隔(即gap，包括缺失和插入)，具有很高的敏感性，但是计算量非常大，对于一对长度分别为m和n个元素的序列需要正比于mxn次(O(mn)次)比较，只有在超级计算机或大型并行计算机上才能实现。间接的启发式算法(indirect,heuristic):是基于字串的方法，首先将序列分解成由连续字母组成的短串，把查

5、询序列中的所有字串编成索引，并且在数据库扫描中查询这些索引，一个能够揭示出正确的序列关系的比对至少包含一个两个序列都拥有的字串，这种算法在速度上大大提高了(FASTP,FASTA)。BLAST简介BLAST是BasicLocalAlignmentSearchTool的缩写，它结合了上述两种算法的优点，提高了搜索速度，同时把数据库搜索建立在了严格的统计学基础之上，是目前最常用的同源检索工具，由AltschulSFetal(1990)提出的算法。参考文献:S.F.Altschul,W.Gish,W.Miller,E.W.MyersandD.J.Lipman.BasicLocalAlignmentS

6、earchTool.J.Mol.Biol.215:403-410(1990)Globalvs.LocalAlgorithms全局比对是找出两个序列全长的最优比对局部比对则着眼于两个序列是否有局部序列的相似性，因为许多序列在全程范围内并不具有相似性，而只有于结构功能密切相关的保守片段有相似性，所以，在大多数情况下，使用局部比对是较为合理的。Globalvs.LocalAlgorithmsBLAST种类：GappedBLAST(2.0):新版BLAST，允许在它产生的比对(alignments)中存在缺口(gap)。PSI-BLAST(Position-SpecificIteratedBLAST)

7、:位点特异迭代BLAST——用蛋白查询来搜索蛋白数据库的一个程序。所有被BLAST发现的统计有效的比对被综合起来形成一个多重比对。从这个比对，一个位置特异的分值矩阵建立起来。这个矩阵被用来搜索数据库，以找到额外的显著比对，这个过程可能被反复迭代一直到没有新的比对可以被发现。它是目前BLAST程序家族中敏感性最高的。BLAST种类：QBLAST:一种新的系统，允许用户以他们方便的方式检索Gapped