Het belangrijkste verschil tussen homologie en gelijkenis in bio-informatica is dat homologie verwijst naar een uitspraak over gemeenschappelijke evolutionaire voorouders van twee sequenties, terwijl gelijkenis verwijst naar de mate van gelijkenis tussen twee sequenties.
Bioinformatica is een wetenschapsgebied dat biologie, informatietechnologie, informatica, wiskunde en statistiek combineert om biologische gegevens te analyseren en interpreteren. Homologie en gelijkenis zijn twee termen die we gebruiken op het gebied van bio-informatica. We kunnen de overeenkomst gemakkelijk berekenen als een percentage van vergelijkbare residuen over een gegeven lengte van de uitlijning. We kunnen homologie echter niet berekenen, omdat deze waar of onwaar kan zijn en meestal afhankelijk is van de gebruikte hypothese.
Wat is homologie in bio-informatica?
Homologie in bio-informatica verwijst naar de biologische homologie tussen DNA-, RNA- en eiwitsequenties die worden gedefinieerd in termen van gedeelde voorouderlijke eigenschappen in de evolutionaire levensboom. Met andere woorden, het is de gemeenschappelijke evolutionaire voorouders van twee reeksen. De reden voor een dergelijk optreden kan ofwel te wijten zijn aan soortvormingsgebeurtenissen (orthologen), horizontale genoverdrachtgebeurtenissen (xenologen) of duplicatiegebeurtenissen (paralogen).
Figuur 01: Uitlijning van meerdere reeksen
Het is mogelijk om de homologie tussen DNA, RNA of eiwitten af te leiden door hun aminozuur- of nucleotidesequentie-overeenkomst. Een significante overeenkomst dient als een sterke bewijseigenschap om af te leiden dat twee sequenties gerelateerd zijn aan een gemeenschappelijke voorouderlijke sequentie met evolutionaire veranderingen. Uitlijningen van meerdere sequenties geven de regio's van elke sequentie met homologe aard aan.
Wat is gelijkenis in bio-informatica?
In de bio-informatica beoordeelt gelijkenis de overeenkomst tussen twee eiwitten of nucleotidesequenties. Er zijn twee hoofdstappen in dit proces. De eerste stap is paarsgewijze uitlijning, wat helpt om de optimale uitlijning tussen twee sequenties (inclusief hiaten) te vinden met behulp van algoritmen zoals BLAST, FastA en LALIGN. Na paarsgewijze uitlijning is het noodzakelijk om twee kwantitatieve parameters te verkrijgen uit elke paarsgewijze vergelijking. Ze zijn identiteit en gelijkenis. In BLAST staan zoekovereenkomsten bekend als positieven.
Figuur 02: Paarsgewijze uitlijning
Een conservatieve mutatie treedt op wanneer een aminozuur muteert tot een vergelijkbaar residu met behoud van de fysiochemische eigenschappen. Als arginine bijvoorbeeld muteert tot lysine met een positieve lading van +1, wordt dit geaccepteerd omdat de twee aminozuren qua eigenschappen vergelijkbaar zijn en het getranslateerde eiwit niet veranderen. Daarom zijn overeenkomstenmetingen afhankelijk van de criteria van hoe twee aminozuurresiduen tot elkaar zijn.
Wat zijn de overeenkomsten tussen homologie en gelijkenis in bio-informatica?
- Homologie en gelijkenis zijn twee technische termen die we tegenkomen in de bio-informatica.
- Bovendien verwijzen beide termen naar de moleculaire analyse van sequenties.
Wat is het verschil tussen homologie en gelijkenis in bio-informatica?
Homologie verwijst naar een uitspraak over gemeenschappelijke evolutionaire voorouders van twee reeksen, terwijl gelijkenis verwijst naar de mate van gelijkenis tussen twee reeksen. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen homologie en gelijkenis in bio-informatica. Bovendien kan homologie niet worden berekend, omdat deze waar of onwaar kan zijn en meestal afhankelijk is van de hypothese, terwijl gelijkenis gemakkelijk kan worden berekend als een percentage van vergelijkbare residuen over een bepaalde lengte van de uitlijning. Daarom is dit een significant verschil tussen homologie en gelijkenis in bio-informatica.
De volgende infographic somt het verschil op tussen homologie en gelijkenis in bio-informatica.
Samenvatting – Homologie versus gelijkenis in bio-informatica
Kortom, het belangrijkste verschil tussen homologie en gelijkenis in bio-informatica ligt in hun definities. Homologie is een verklaring van gemeenschappelijke evolutionaire voorouders van twee sequenties, terwijl gelijkenis de gelijkenis is tussen twee sequenties. Homologie treedt op als gevolg van orthologen, paralogen en xenologen. Bij het afleiden van gelijkenis is het mogelijk om algoritmen zoals FastA, BLAST en LALIGN te gebruiken. Homologie kan niet worden uitgedrukt als een berekening, maar gelijkenis kan worden uitgedrukt als een percentage van vergelijkbare residuen over een gegeven lengte van de uitlijning. Dit is dus de samenvatting van het verschil tussen homologie en gelijkenis in bio-informatica.
