יוסף שלום,
ביואינפורמטיקה הינה מדע צעיר המשתמש באמצעים מיחשוביים על מנת לקדם מחקר ביולוגי, באופנים שונים.
הניתוח של מידע ביולוגי גולמי והפיכתו לידע (ניתוח מידע = אינפורמטיקה) הינו אחד מתת התחומים החשובים של הביואינפורמטיקה, אשר בא לביטו במיוחד כמקדם למחקרים בענפי הגנטיקה והביוכימיה.
מחקרים בגנטיקה מתבססים לרב על רצפי DNA או RNA הנראים כרצף הכתוב בשפת הנוקלאוטידים בת 4 אותיות, ואילו מחקרים בביוכימיה כוללים לא אחת ניתוח של רצפי חלבון (Protein) הנראים כרצף הכתוב בשפת חומצות האמינו בת 20 אותיות.
הומולוגיה (Homology) הינה מדד שכיח בביואינפורמטיקה, המשמש בעת השוואה בין שני רצפים ביולוגיים מסוג DNA, RNA או חלבון בפעולת עימוד רצפים (Sequence Alingment). ההומולוגיה היא ציון המשקף את מידת הדמיון בין הרצפים. חשיבות ההומולוגיה נובעת מתוך ההנחה שתפקידו של רצף ביולוגי נגזר מהכתוב ברצף ולכן רצפים דומים יהיו בעלי פעילות ביולוגית דומה. הומולוגיה גבוהה בין גנים בין אורגניזמים שונים (גנים אורטולוגיים Orthology) או בתוך אותו האורגניזם (גנים פארלוגיים Paralogy) עשויה להעיד על תפקיד דומה בין הגנים. גנים כאלה נקראים גנים הומולוגיים.
את ההומולוגיה מחשב אלגוריתם המקבל צמדי רצפים ומחפש את האופן המיטבי בו ניתן להעמידם זה מול זה כך שיתאימו ברצפיהם. בעת הצורך האלגוריתם פותח פערים (Gaps) ברצפים על מנת להתגבר על שוני באורכי הרצפים או במרווחים שבין יחידות מידע דומות.
ככול ששני רצפים דומים יותר זה לזה, ציון ההומולוגיה הניתן להם הינו גבוה יותר.
לעיתים, בנוסף לתנאים המגדילים את ההומולוגיה, ישנם גם "ציוני עונש" (Penalty) על אירועים שאינם רצויים לחוקר, למשל, על פי מספר ה-Gaps, אורך ה-Gaps, או קריטריונים אחרים.
ההומולוגיה הינה שם כללי לסוגים שונים של חישובי דמיון רצפים.
שני מדדים נפוצים הינם: זהוּת (Identity) ודמיון (Similarity).
ה-Identity מחייב זהות מוחלטת בין האותיות המשוות ברצפים, בעוד ש-Similarity (המשמש בהשוואות רצפי חלבון) הינו מדד גמיש יותר המתחשב גם בתכונות הכימיות של חומצות האמינו ונותן ציונים חלקיים גם לחומצות אמינו שונות בעלות דמיון כימי (למשל מטען חשמלי דומה).
ערך ההומולוגיה בין שני רצפים אינו ערך מדוייק אלא נגזר מהאלגוריתם וההגדרות בהם משתמש החוקר.
קיימים סוגים שונים של אלגוריתמי הומולוגיה ואולם הנפוץ והותיק שבהם הוא אלגוריתם ה-BLAST.
השוואה בין שני רצפי חלבון (באדיבות אתר ויקיפדיה)
מאת: ארז ליבנה
המחלקה למדעי הצמח
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
