Баллы сравнения в алгоритмах выравнивания последовательностей

Score (оценка, балл) — это числовой показатель качества выравнивания двух биологических последовательностей (например, ДНК, РНК или белков). Он показывает, насколько хорошо одна последовательность соответствует другой после выполнения алгоритма выравнивания.

Как вычисляется score:

Score зависит от параметров алгоритма, задающих баллы за следующие действия:

1. Совпадения (matches):
   При совпадении двух символов добавляется положительный балл.
   Например: A vs A → +1.

2. Несовпадения (mismatches):
   При несовпадении двух символов вычитается определённое количество баллов.
   Например: A vs G → −1.

3. Гэпы (gaps):
   Если добавляются пропуски (вставки или удаления), за это начисляется штраф.

   • Штраф за открытие гэпа (gap opening): больший штраф за начало гэпа.
   • Штраф за продолжение гэпа (gap extension): меньший штраф за продолжение гэпа.

Пример расчёта score:

Входные последовательности:

Seq1: GATTACA 
Seq2: GCATGCU 

Выравнивание:

G-ATTACA
| || | |
GCAT-GCU

Параметры:

• Совпадение: +1
• Несовпадение: −1
• Гэп (открытие): −2
• Гэп (продолжение): −1

Расчёт:

• Совпадения: G,T,C,A= +4×+1=+4
• Несовпадения: A≠C,T≠A, A≠G, A≠U → 4×−1=−4
• Гэпы: Один гэп длиной 1 → −2

Общий score:

Почему score важен?

1. Показатель качества выравнивания:
   Чем выше значение score, тем лучше одна последовательность совпадает с другой.

2. Сравнение нескольких выравниваний:
   Алгоритм может найти несколько возможных вариантов выравнивания, и score помогает выбрать оптимальный.

3. Оценка биологической значимости:
   Высокий score указывает на более вероятное биологическое сходство между последовательностями (например, гомологию или функциональное сходство).