В чем разница между локальным и глобальным выравниванием последовательностей?

Самая основная разница между локальным и глобальным выравниванием заключается в том, что при локальном выравнивании вы пытаетесь сопоставить свой запрос с подстрокой (частью) вашего предмета (ссылки). Принимая во внимание, что при глобальном выравнивании вы выполняете сквозное выравнивание с субъектом (и, следовательно, как сказал фон Мизес, вы можете получить много пробелов в глобальном выравнивании, если размеры запроса и субъекта неодинаковы). У вас также могут быть пробелы в локальном выравнивании.

Локальное выравнивание

5' ACTACTAGATTACTTACGGATCAGGTACTTTAGAGGCTTGCAACCA 3' 
             |||| |||||| |||||||||||||||
          5' TACTCACGGATGAGGTACTTTAGAGGC 3'

Глобальное выравнивание

5' ACTACTAGATTACTTACGGATCAGGTACTTTAGAGGCTTGCAACCA 3'
   |||||||||||    |||||||  |||||||||||||| |||||||
5' ACTACTAGATT----ACGGATC--GTACTTTAGAGGCTAGCAACCA 3'

Приведу пример известных алгоритмов динамического программирования. В алгоритме Нидлмана-Вунша (глобальный) отслеживание оценок осуществляется по координате (m,n), соответствующей правому нижнему углу матрицы оценок (т. е. концу выровненных последовательностей), тогда как в алгоритме Смита-Уотермана (локальный), это делается с элемента с наивысшим баллом в матрице (т.е. с конца пары с наивысшим баллом). Вы можете проверить эти алгоритмы для деталей.

Вы можете использовать любые схемы подсчета очков, и для этого нет фиксированного правила.

Глобальное выравнивание обычно выполняется для сравнения гомологичных генов, тогда как локальное выравнивание можно использовать для поиска гомологичных доменов в негомологичных генах.

Глобальное выравнивание — это когда вы принимаете во внимание все обе последовательности при поиске выравниваний, тогда как в локальном вы можете учитывать только небольшую часть. Это звучит запутанно, поэтому вот пример:

Допустим, у вас есть большая ссылка, может быть, 2000 б.п. И у вас есть последовательность, которая составляет около 100 пар оснований. Допустим, ссылка почти точно содержит последовательность. Если бы вы сделали локальное выравнивание, у вас было бы очень хорошее совпадение. Но если вы сделали глобальное выравнивание, оно может не совпадать. Вместо этого он может искать совпадения по всей ссылке, так что вы получите выравнивание со многими большими пробелами. Неважно, что он почти полностью соответствует одному конкретному региону ссылки, потому что он ищет совпадения глобально (т. е. по всей ссылке).

Если у вас действительно хорошее совпадение, может не иметь значения, какой тип выравнивания вы используете. Но когда у вас есть несоответствия и тому подобное, это становится важным. Это связано с используемыми алгоритмами подсчета очков. В приведенном выше примере предположим, что в эталоне есть регион размером 100 п. н., который соответствует вашей последовательности из 100 п. п. с точностью 85 %. При локальном выравнивании очень вероятно, что он выровняется там. Теперь предположим, что первые 30 п.н. вашей последовательности соответствуют области в начале эталона 95%, а следующие 30 п.н. соответствуют области в середине эталона 85%, а последние 40 п.н. соответствуют области в конце эталона. ссылка около 90%. При глобальном выравнивании лучше всего подходит выравнивание с промежутками, тогда как при локальном выравнивании лучше всего подходит выравнивание без зазоров. Я думаю, что в целом штрафы за разрыв меньше в глобальных выравниваниях, но я

То, что вы хотите использовать, зависит от того, что вы делаете. Если вы считаете, что ваша последовательность является подпоследовательностью ссылки, выполните локальное выравнивание. Но если вы считаете, что вся ваша последовательность должна соответствовать всей вашей ссылке, вы должны выполнить глобальное выравнивание.

Взгляните на прикрепленный файл изображения. Это развеет ваши сомнения относительно разницы между локальным и глобальным выравниванием последовательностей.