Çoxsaylı bərabərləşdirmə

Ardıcıllıqların düzləndirilməsi (Eyniləşdirməsi).

DNT və RNT-nin nukleotid ardıcıllıqlarının və zülalların strukturuna daxil olan aminturşu ardıcıllıqlarının düzləndirilməsi (alignment) iki və ya bir neçə ardıcıllıqların qarışılıqlı uyğunlaşmasının müəyyən edilməsidir.

Ardıcıllıqların düzləndirilməsi – bioinformatikanın əsas üsulu olub, ardıcıllıqlar arasındakı quruluş, funksional və təkamül münasibətlərinin yaradılması məqsədi ilə aparılır.
Ardıcıllığın düzləndirilməsinin bioinformatik metodu - 2 və daha artıq DNT, RNT və zülal ardıcıllıqlarının monomerlərini elə yerləşdirmək lazımdırki bu ardıcıllıqda onların oxşar xüsusiyyətlərini görmək mümkün olsun. İki molekulun ilkin strukturlarının oxşarlığı onların funksiyalarında, strukturlarında əks oluna bilər.
Əksər hallarda bərabərləşmənin nəticəsi olaraq, ardıcıllıqlar matrisin sətirlərində yerləşir, bir birinə uyğun gələn elementlər yanbayan yerlərləşirlər. “Boşluqlar” bu “-“ bu işarə ilə işarə olunur və ya həmin hissə boş saxlanılır.


AAB24882 TYHMCQFHJUYGDYRFDMTJKPNLB


AAB24881 ----------------HJUAGDERFDYPJKMNLB
**** : ***: * *: .* **:****


AAB24882 PSHLQZXSDFKTYPLKMNHBLLC-NQ


AAB24881 HSHLQCXSDFSTMLKNNHBLLC-NK
***** : *****.***:***:***** :

İki amin turşusu ardıcıllığının bərabərləşdirilməsi ClustalW proqramı ilə həyata keçirilir. Yuxarıdakı soldakı sətirdə GenBank dakı ardıcıllıqlar göstərilmişdir. Həriflər – amin turşularını göstərir. “ * “ – eyni olanları, “ .” – xüsusiyyətlərinə görə oxşar olanları, “ : “ – xüsusiyyətlərinə görə yaxın olanları bildirir.

Bioloji makromolekullar molekulyar təkamülün nəticəsidir. Buna görə də əgər iki biomakromolekul bir ümumi əcdada malikdirsə, bu makromolekullardakı monomerlərin ardıcıllıqları da ümumi əcdad ardıcıllığına malikdir. Onlar bir qayda olaraq, monomer birləşmələrdə, quruluşlarda və bioloji funksiyalarda oxşarlıq tapırlar.

Məsələn, əvvəlcədən verimiş quruluş və funksiyalı ona oxşar ardıcıllıqlar VB –da tapılmış naməlum funksiyalı yeni ardıcıllıq açılmışsa, artıq tədqiq edilmiş ardıcıllıqlarla bu yeni ardıcıllığın düzləndirilməsinin (müqayisəsinin) nəticəsi bu yeni ardıcıllığın funksiya və quruluşunun öncədən deyilməsi üçün əsas ola bilər.
Ardıcıllıqların düzləndirilməsinin məqsədlərindən biri iki ardıcıllığın oxşarlıq dərəcəsini müəyyən etmək və əgər bu çox yüksəkdirsə onların homologiyası haqqında düzgün nəticə verməkdir.
Genetik informasiyanın əvvəlki nəsldən sonrakına ötürülməsi köçürülmə prosesində nisbətən dəyişir. Ümumi əcdaddan ayrılma zamanı yaranan dəyişikliklər üç tipdə olur: əvəzləmələr, daxil edilmələr və silinmələr.
Bu dəyişikliklər nəsldən nəslə toplanır. Bir neçə min nəsldən sonra çoxlu fərqlər müşahidə olunur. İki ehtimal olunan homoloji ardıcıllığın müqayisəsi onların uyğunsuzluq dərəcəsini, yəni, təkamül dəyişikliklərini göstərir.
Ardıcıllıqların düzləndirilməsi – düzləndirilmiş ardıcıllıqlarda eyni qaydada düzülmüş ardıcıllıqların ayrı-ayrı elementlərinin və ya elementlərin xarakter kombinasiyalarının sıralarının axtarılması yolu ilə iki (cüt-cüt düzləndirmə) və ya bir neçə (çoxsaylı düzləndirmə) ardıcıllığın müqayisəsidir.
İki ardıcıllığın düzləndirilməsi zamanı onları əlifbanın hərfləri ilə qeyd edərək bir-birinin qarşısında olmaqla iki sırada yerləşdirirlər.
Bu ardıcıllıqların sətrlərində identik və ya oxşar “hərfləri” (elementləri) onların uyğun sütünlarda bir-birinin altında düzülməsi üçün sətr boyunca yerini hərəkət etdirirlər (“işarələrin” ilkin düzülüşünü dəyişmədən).
İdentik olmayan və ya fərqli işarələri ya eyni sütunlara uyğunsuzluq kimi yerləşdirirlər, ya da onların qarşısında digər ardıcıllığın yerində boşluq qoyurlar.
Misal üçün iki sətrə baxaq:

1. 
   abcde 2) acdef
   

Düzgün düzləndirmə belə görsənir:
abcde-
a-cdef
Optimal (və ya ən yaxşı) düzləndirməni tapmaq üçün düzləndirmənin keyfiyyət meyarını təyin etmək vacibdir. gctgaacg və ctataatc nukleotid ardıcıllıqları üçün aşağıdakı düzləndirmələr mümkündür:

1. 
   İnformativ olmayan düzləndirmə --------gctgaacg
   

ctataatc--------

2. 
   Boşluqsuz düzləndirmə gctgaacg
   

ctataatc

3. 
   Boşluqlu düzləndirmə gctga-a--cg
   

--ct-ataatc
4. Daha bir düzləndirmə gctg-aa-cg
-ctataatc-
İntuitiv olaraq belə güman olunur ki, iki ardıcıllığın nukleotidləri üçün uyğunluğun maksimal miqdarı əldə olunduğuna görə və yerləşdirmələrin minimal sayından istifadə olunduğuna görə axırıncı düzləndirmə ən yaxşıdır.
Digərləri ilə müqayisədə ən yaxşı olduğunu müəyyənləşdirmək üçün bütün ehtimal olunan düzlənmələrin sistematik yoxlanması üsuluna malik olmaq və müxtəlif düzlənmələrin keyfiyyətini müqayisə etməyə imkan verən və optimal çəkiyə (miqdara) malik düzlənməni təyin edən miqdari meyara (“çəki” (“weight”) və ya hesab (“score”)) malik olmaq lazımdır.
Bununla belə, müqayisənin nəticəsi belə düzləndirmə üçün hansı qiymətləndirmə sisteminin seçilməsindən asılı ola bilər. Hətta qiymətləndirmə sxemində kiçik dəyişikliklər belə düzləndirmənin reytinqini dəyişə bilər. Nəticədə digər düzləndirmə ən yaxşı olar.