生物信息学课程序列比对与分析/序列特征解析Bioinformatics近年来，随着数据的积累与算力的提升，支持向量机(SVM)、随机森林或神经网络等机器学习方法也被广泛应用于基因预测。与早期的显式建模不同，这些方法通过对已知的基因组注释、转录组测序数据等训练数据的学习以“自动”识别出序列中的特定模式，并用这些模式来预测新序列中的基因o值得注意的是，虽然类似的模型与算法可以以“从头预测”的方式在未知序列上工作，但考虑到上述序列特征在物种间的变化这些预测算法往16:05C=0.25C=0C=0.1往需要事先设定物种参数。G=025G=0.95G=0.1T=0.25T=0T=0.4StartEndE5结束开始100.110010.90.9序列:CTTCATGTGAAAGCAGACGTAAGTCA状态路径：EEEEEEEEEEEEEEEEEE5ITIII111
生物信息学 课程 Bioinformatics 近年来，随着数据的积累与算力的提升，支持向量机(SVM)、随机森林 或神经网络等机器学习方法也被广泛应用于基因预测。与早期的显式建模不 同，这些方法通过对已知的基因组注释、转录组测序数据等训练数据的学习 以“自动” 识别出序列中的特定模式，并用这些模式来预测新序列中的基因 。 值得注意的是，虽然类似的模型与算法可以以 “从头预测”的方式在未 知序列上工作，但考虑到上述序列特征在物种间的变化，这些预测算法往 往 需要事先设定物种参数。 序列比对与分析/序列特征解析 11
生物信息学课程101计划Bioinformatics第2节序列比对和分析
生物信息学 课程 Bioinformatics 第2节 序列比对和分析
生物信息学课程本节导语Bioinformatics量化衡量序列之间的相似性和差异性是解析序列间关系的核心前提。为此，需要首先厘清儿几个概念：同源(Homologous)是一个演化概念。序列之间“同源”即指它们拥有一个或多个共同的起源（祖先)。在实践中，通常通过序列相似(Similarity）来检定序列之间的同源关系。值得指出的是，根据“序列-结构-功能”这一关联链条，具有相似序列的分子往往也具有相似的功能，因此与已知功能的序列相似也常常被用来推断未知序列的功能。13
生物信息学 课程 Bioinformatics 本节导语 量化衡量序列之间的相似性和差异性是解析序列间关系的核心前提。为此，需要首先厘清几个概念：同 源 (Homologous)是一个演化概念。序列之间“同源”即指它们拥有一个或多个共同的起源(祖先)。在实践中，通 常 通过序列相似(Similarity)来检定序列之间的同源关系。值得指出的是，根据“序列-结构-功能”这一关联链 条， 具有相似序列的分子往往也具有相似的功能，因此与已知功能的序列相似也常常被用来推断未知序列的 功能。 13
生物信息学课程Sequence Alignment: in BiologyBioinformaticsThepurposeofasequencealignmentistolineupall residuesintheinputted sequence(s)thatbasedontheirfunctionalorevolutionary relationshipB14
生物信息学 课程 Bioinformatics Sequence Alignment: in Biology • The purpose of a sequence alignment is to line up all residues in the inputted sequence(s) that based on their functional or evolutionary relationship. A B 14
生物信息学课程SequenceAlignment:inMathsBioinformatics? Input:. Two (or more) sequences S1, S2, ..., Sn,·andascoringfunctionf..Output:.The alignment of S1, S2, ..,Sn, whichhas the optimal scoreargmax(f(ali(Si,S2,",Sn))ali15
15 生物信息学 课程 Bioinformatics Sequence Alignment: in Maths • Input: • Two (or more) sequences S1, S2, ., Sn, • and a scoring function f. • Output: • The alignment of S1, S2, ., Sn, which has the optimal score. argmax( f (ali(S1 ,S2 ,, Sn )) ali