HMMER
એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. એ સીન એડી દ્વારા લખાયેલ અનુક્રમ વિશ્લેષણ માટે એક મફત અને સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતું સોફ્ટવેર પેકેજ છે. તેનો સામાન્ય ઉપયોગ હોમોલોગસ પ્રોટીન અથવા ન્યુક્લિયોટાઇડ સિક્વન્સને ઓળખવા અને સિક્વન્સ સંરેખણ કરવા માટે થાય છે. તે પ્રોફાઇલ-એચ. એમ. એમ. (ચોક્કસ શોધ માટે સ્પષ્ટ રીતે બાંધવામાં આવેલ હિડન માર્કોવ મોડેલ) ની સરખામણી એક જ ક્રમ અથવા ક્રમના ડેટાબેઝ સાથે કરીને સમરૂપતા શોધી કાઢે છે. નલ મોડેલની સરખામણીમાં પ્રોફાઇલ-એચ. એમ. એમ. માટે નોંધપાત્ર રીતે વધુ સારો સ્કોર ધરાવતા સિક્વન્સને પ્રોફાઇલ-એચ. એમ. એમ. બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સિક્વન્સ માટે સમાનધર્મી ગણવામાં આવે છે. પ્રોફાઇલ-એચ. એમ. એમ. એચ. એમ. બિલ્ડ પ્રોગ્રામનો ઉપયોગ કરીને એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. પેકેજમાં બહુવિધ અનુક્રમ ગોઠવણીમાંથી બનાવવામાં આવે છે. એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. સોફ્ટવેરમાં ઉપયોગમાં લેવાતું પ્રોફાઇલ-એચ. એમ. એમ. અમલીકરણ ક્રોગ અને સહકર્મીઓના કાર્ય પર આધારિત હતું. એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. એ લિનક્સ, વિન્ડોઝ અને મેકઓએસની વિવિધ આવૃત્તિઓ સહિત દરેક મુખ્ય ઓપરેટિંગ સિસ્ટમમાં મૂકવામાં આવેલી કન્સોલ ઉપયોગિતા છે. એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. એ મુખ્ય ઉપયોગિતા છે જેના પર પી. એફ. એ. એમ. અને ઇન્ટરપ્રો જેવા પ્રોટીન પરિવાર ડેટાબેઝ આધારિત છે. કેટલાક અન્ય બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સ સાધનો જેમ કે UGENE પણ HMMER નો ઉપયોગ કરે છે. એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. 3 ગણતરીની ઝડપ વધારવા માટે વેક્ટર સૂચનાઓનો પણ વ્યાપક ઉપયોગ કરે છે. આ કાર્ય અગાઉના પ્રકાશન પર આધારિત છે જે બે ક્રમને સંરેખિત કરવા માટે સ્મિથ-વોટરમેન અલ્ગોરિધમનો નોંધપાત્ર પ્રવેગ દર્શાવે છે. પ્રોફાઇલ એચ. એમ. એમ. એ પ્રોફાઇલ એચ. એમ. એમ. એ ખાસ કરીને જૈવિક ક્રમ સાથે સંબંધિત એચ. એમ. એમ. નો એક પ્રકાર છે. પ્રોફાઇલ એચ. એમ. એમ. બહુવિધ અનુક્રમ સંરેખણને સ્થિતિ-વિશિષ્ટ સ્કોરિંગ સિસ્ટમમાં ફેરવે છે, જેનો ઉપયોગ અનુક્રમ સંરેખિત કરવા અને દૂરસ્થ સમરૂપ અનુક્રમ માટે ડેટાબેઝ શોધવા માટે થઈ શકે છે. તેઓ એ હકીકતનો ફાયદો ઉઠાવે છે કે અનુક્રમ સંરેખણમાં ચોક્કસ સ્થાનોમાં પૂર્વગ્રહ હોય છે જેમાં અવશેષો થવાની સંભાવના સૌથી વધુ હોય છે, અને દાખલ કરવાની અથવા કાઢી નાખવાની તેમની સંભાવનામાં તફાવત હોવાની સંભાવના હોય છે. આ માહિતીને કેપ્ચર કરવાથી તેમને પરંપરાગત BLAST-આધારિત અભિગમો કરતાં સાચા હોમોલોગ્સને શોધવાની વધુ સારી ક્ષમતા મળે છે, જે ગોઠવણીમાં ક્યાં થાય છે તે ધ્યાનમાં લીધા વિના, અવેજી, નિવેશ અને કાઢી નાખવાને સમાન રીતે દંડ આપે છે. એચ. એમ. એમ. ની રૂપરેખા મેળ (એમ) સ્થિતિઓના રેખીય સમૂહની આસપાસ કેન્દ્રિત હોય છે, જેમાં અનુક્રમ ગોઠવણીમાં દરેક સર્વસંમતિ સ્તંભને અનુરૂપ એક સ્થિતિ હોય છે. દરેક એમ સ્થિતિ એક જ અવશેષ (એમિનો એસિડ અથવા ન્યુક્લિયોટાઇડ) બહાર કાઢે છે. ચોક્કસ અવશેષો છોડવાની સંભાવના મોટે ભાગે તે આવર્તન દ્વારા નક્કી થાય છે કે જેના પર તે અવશેષો સંરેખણના તે સ્તંભમાં જોવા મળ્યા છે, પરંતુ તેમાં અવશેષોની પેટર્ન પરની અગાઉની માહિતીનો પણ સમાવેશ થાય છે જે અનુક્રમ સંરેખણના સમાન સ્તંભોમાં સહ-બનવાનું વલણ ધરાવે છે. ચોક્કસ આવર્તન પર એમિનો એસિડનું ઉત્સર્જન કરતી મેળ ખાતી સ્થિતિઓની આ સ્ટ્રિંગ ચોક્કસ સ્કોર મેટ્રિક્સ અથવા વજન મેટ્રિક્સની સ્થિતિ માટે સમાન છે. એચ. એમ. એમ. પ્રોફાઇલ અનુક્રમ ગોઠવણીના આ મોડેલિંગને અનુક્રમે આઇ અને ડી સ્ટેટનો ઉપયોગ કરીને દાખલ અને કાઢી નાંખવાનું મોડેલિંગ કરીને આગળ લઈ જાય છે. D સ્થિતિઓ અવશેષો બહાર પાડતી નથી, જ્યારે હું કહું છું કે અવશેષો બહાર કાઢે છે. સંરેખણમાં સર્વસંમતિ સ્તંભો વચ્ચેના બહુવિધ અવશેષોને અનુરૂપ, બહુવિધ I સ્થિતિ સતત આવી શકે છે. એમ, આઇ અને ડી સ્થિતિઓ સ્થિતિ સંક્રમણ સંભાવનાઓ દ્વારા જોડાયેલી છે, જે અનુક્રમ સંરેખણમાં સ્થિતિ દ્વારા પણ બદલાય છે, જે અનુક્રમ સંરેખણમાં નિવેશ અને કાપની વિવિધ આવૃત્તિઓને પ્રતિબિંબિત કરે છે. એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. 2 અને એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. 3 પ્રકાશનોએ રૂપરેખા એચ. એમ. એમ. બનાવવા માટે એક સ્થાપત્યનો ઉપયોગ કર્યો હતો જેને પ્લાન 7 આર્કિટેક્ચર કહેવાય છે, જેનું નામ મોડેલ દ્વારા કબજે કરાયેલા સાત રાજ્યોના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે. ત્રણ મુખ્ય રાજ્યો (એમ, આઇ અને ડી) ઉપરાંત, છ વધારાના રાજ્યો સંરેખણમાં બિન-સમરૂપ બાજુની શ્રેણી મેળવે છે. આ 6 સ્થિતિઓ સામૂહિક રીતે મોડેલ સાથે શ્રેણીઓ કેવી રીતે ગોઠવવામાં આવે છે તેના નિયંત્રણ માટે મહત્વપૂર્ણ છે, દા. ત. શું ક્રમમાં એક જ મોડેલ પર સતત બહુવિધ હિટ હોઈ શકે છે (એક જ ડોમેનના બહુવિધ ઉદાહરણો સાથેના ક્રમના કિસ્સામાં). એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. પેકેજમાં પ્રોગ્રામ્સ એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. પેકેજમાં પ્રોફાઇલ હિડન માર્કોવ મોડેલ્સનો ઉપયોગ કરીને કાર્યો કરવા માટેના પ્રોગ્રામોનો સંગ્રહ હોય છે. આ કાર્યક્રમોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ પ્રોફાઇલ એચ. એમ. એમ. બિલ્ડિંગ એચ. એમ. બિલ્ડ-બહુવિધ અનુક્રમ સંરેખણમાંથી પ્રોફાઇલ એચ. એમ. એમ. નું નિર્માણ હોમોલોજી શોધ એચ. એમ. એમ. એસ. કેન-પ્રોફાઇલ એચ. એમ. એમ. ડેટાબેઝ જેકમેર સામે પ્રોટીન સિક્વન્સ શોધો-અનુક્રમ ડેટાબેઝ જેકમેર સામે પ્રોફાઇલ એચ. એમ. એમ. શોધો-પ્રોટીન ડેટાબેઝ એન. એચ. એમ. એમ. આર. સામે પુનરાવર્તિત રીતે સિક્વન્સ શોધો-ડીએનએ/આર. એન. એ. અનુક્રમ ડેટાબેઝ એન. એચ. એમ. એમ. એસ. કેન સામે ડીએનએ/આર. એન. એ. ક્વેરીઝ શોધો-ન્યુક્લિયોટાઇડ પ્રોફાઇલ પીએચ. એમ. એમ. આર. સામે ન્યુક્લિયોટાઇડ સિક્વન્સ શોધો-પ્રોટીન ડેટાબેઝ સામે પ્રોટીન સિક્વન્સ શોધો અન્ય કાર્યો એચ. એમ. એમ.-પ્રોફાઇલ એચ. એમ. એમ. એચ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ. એમ એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. વેબ સર્વર સોફ્ટવેર પેકેજ ઉપરાંત, એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. સર્ચ ફંક્શન વેબ સર્વરના રૂપમાં ઉપલબ્ધ છે. આ સેવા યુનિપ્રોટ, સ્વિસપ્રોટ અને પ્રોટીન ડેટા બેંક જેવા અનુક્રમ ડેટાબેઝ અને પી. એફ. એ. એમ., ટી. આઈ. જી. આર. એફ. એ. એમ. અને સુપરફેમિલી જેવા એચ. એમ. એમ. ડેટાબેઝ સહિત ડેટાબેઝની શ્રેણીમાં શોધની સુવિધા આપે છે. ચાર શોધ પ્રકારો પી. એચ. એમ. એમ. આર., એચ. એમ. એમ. સર્ચ, એચ. એમ. એમ. એસ. કેન અને જેકહમર આધારભૂત છે (પ્રોગ્રામ્સ જુઓ). સર્ચ ફંક્શન સિંગલ સિક્વન્સ તેમજ સિક્વન્સ સંરેખણ અથવા પ્રોફાઇલ એચ. એમ. એમ. ને સ્વીકારે છે. શોધ પરિણામોની સાથે વર્ગીકરણના ભંગાણ અને હિટની ડોમેન સંસ્થા પરનો અહેવાલ છે. પછી શોધ પરિણામોને કોઈપણ પરિમાણ અનુસાર ફિલ્ટર કરી શકાય છે. વેબ સેવા હાલમાં યુનાઇટેડ કિંગડમમાં યુરોપિયન બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ (EBI) માંથી ચાલી રહી છે, જ્યારે અલ્ગોરિધમનો વિકાસ હજુ પણ યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં સીન એડીની ટીમ દ્વારા કરવામાં આવે છે. વેબ સેવાને સ્થાનાંતરિત કરવાના મુખ્ય કારણો EBI ખાતે કમ્પ્યુટિંગ ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરનો લાભ લેવાનો અને HMMER શોધોને સંબંધિત ડેટાબેઝ સાથે ક્રોસ-લિંક કરવાનો હતો જે EBI દ્વારા પણ જાળવવામાં આવે છે. એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. 3 નું પ્રકાશન એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. નું નવીનતમ સ્થિર પ્રકાશન આવૃત્તિ 3 છે. એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. 3 એ અગાઉના એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. 2 પેકેજનું સંપૂર્ણ પુનર્લેખન છે, જેનો ઉદ્દેશ પ્રોફાઇલ-એચ. એમ. એમ. શોધની ઝડપમાં સુધારો કરવાનો છે. મુખ્ય ફેરફારો નીચે દર્શાવેલ છેઃ ગતિમાં સુધારા 2004માં શરૂ થયેલા એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. 3 પ્રોજેક્ટનો મુખ્ય ઉદ્દેશ એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. શોધની ગતિમાં સુધારો કરવાનો હતો. જ્યારે પ્રોફાઇલ એચ. એમ. એમ. આધારિત સમરૂપતા શોધ BLAST-આધારિત અભિગમો કરતાં વધુ સચોટ હતી, ત્યારે તેમની ધીમી ગતિએ તેમની લાગુ પડતી મર્યાદિત કરી હતી. મુખ્ય પ્રદર્શન લાભ હ્યુરિસ્ટિક ફિલ્ટરને કારણે છે જે ક્વેરી પ્રોફાઇલમાં ડેટાબેઝ સિક્વન્સમાં ઉચ્ચ-સ્કોરિંગ અન-ગેપ્ડ મેચો શોધે છે. આ સંશોધનાત્મક પરિણામો ચોક્કસતા પર ઓછી અસર સાથે BLAST સાથે તુલનાત્મક ગણતરીના સમયમાં પરિણમે છે. કામગીરીમાં વધુ લાભ લોગ-લાઇકીલીહૂડ મોડેલને કારણે થાય છે જેને ઇ-મૂલ્યોના અંદાજ માટે કોઈ માપાંકનની જરૂર નથી, અને વધુ સચોટ ફોરવર્ડ સ્કોર્સનો ઉપયોગ સમરૂપ ક્રમના મહત્વની ગણતરી માટે કરવાની મંજૂરી આપે છે. એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. હજુ પણ ડીએનએ-આધારિત શોધની ગતિમાં બ્લાસ્ટથી પાછળ છે; જો કે, ડીએનએ-આધારિત શોધોને એવી રીતે ટ્યુન કરી શકાય છે કે ઝડપમાં સુધારો ચોકસાઈના ભોગે આવે. દૂરસ્થ સમરૂપતા શોધમાં સુધારા ઝડપમાં મોટી પ્રગતિ સંભવિત સંરેખણની શ્રેણી પર સંકલિત પરિણામોના મહત્વની ગણતરી માટેના અભિગમના વિકાસ દ્વારા શક્ય બની હતી. દૂરસ્થ હોમોલોગ્સની શોધમાં, ક્વેરી અને હિટ પ્રોટીન વચ્ચેની ગોઠવણી ઘણીવાર ખૂબ જ અનિશ્ચિત હોય છે. જ્યારે મોટાભાગના અનુક્રમ સંરેખણ સાધનો માત્ર શ્રેષ્ઠ સ્કોરિંગ સંરેખણનો ઉપયોગ કરીને મેચ સ્કોર્સની ગણતરી કરે છે, ત્યારે HMMER3 તમામ સંભવિત સંરેખણમાં એકીકૃત કરીને મેચ સ્કોર્સની ગણતરી કરે છે, જેમાં અનિશ્ચિતતા માટે જવાબદાર છે કે જેમાં સંરેખણ શ્રેષ્ઠ છે. એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. અનુક્રમ ગોઠવણીઓ પશ્ચાદવર્તી સંભાવના ટિપ્પણીઓ સાથે હોય છે, જે સૂચવે છે કે ગોઠવણીના કયા ભાગોને ઉચ્ચ વિશ્વાસ સોંપવામાં આવ્યો છે અને કયા વધુ અનિશ્ચિત છે. એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. 3 માં મુખ્ય સુધારો ડીએનએ/ડીએનએ સરખામણી સાધનોનો સમાવેશ હતો. એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. 2 માં માત્ર પ્રોટીન સિક્વન્સની તુલના કરવાની કાર્યક્ષમતા હતી. જ્યારે એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. 2 સ્થાનિક સંરેખણ (લક્ષ્યના અનુગામી માટે સંપૂર્ણ મોડેલને સંરેખિત કરી શકે છે) અને વૈશ્વિક સંરેખણ (સંપૂર્ણ લક્ષ્ય ક્રમમાં સંપૂર્ણ મોડેલને સંરેખિત કરી શકે છે) કરી શકે છે, ત્યારે એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. 3 માત્ર સ્થાનિક સંરેખણ કરે છે. આ પ્રતિબંધ નવા અલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કરીને સ્થાનિક/વૈશ્વિક સંરેખણ કરતી વખતે હિટના મહત્વની ગણતરી કરવામાં મુશ્કેલીને કારણે છે. હિડન માર્કોવ મોડેલ સિક્વન્સ સંરેખણ સોફ્ટવેર પી. એફ. એમ. યુ. જી. ઈ. એન. પ્રોફાઇલ એચ. એમ. એમ. પદ્ધતિઓ અને સંબંધિત સ્થિતિ-વિશિષ્ટ સ્કોરિંગ મેટ્રિક્સ પદ્ધતિઓના કેટલાક અમલીકરણ ઉપલબ્ધ છે. કેટલાક નીચે સૂચિબદ્ધ છેઃ એચ. એચ.-સ્યુટ સેમ પી. એસ. આઈ.-બ્લાસ્ટ એમ. એમ. એસ. ઈ. ક્યુ. એસ. 2 પી. એફ. ટી. ઓ. ઓ. ઓ. એલ. એસ. જેનેવિસ પ્રોબ મેટા-મીમ બ્લોક્સ જી. પી. યુ.-એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. ડેસીફર. એચ. એમ. સંદર્ભો બાહ્ય લિંક્સ એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. 3 જાહેરાત ટ્રેડમાર્ક, કૉપિરાઇટ, પેટન્ટ અને લાઇસન્સિંગ બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સ સોફ્ટવેર પર એચ. એમ. એમ. ઈ. આર. નીતિ પર એક બ્લોગ પોસ્ટિંગ મફત વિજ્ઞાન સોફ્ટવેર સી કોમ્પ્યુટેશનલ વિજ્ઞાનમાં પ્રોગ્રામ કરેલ મફત સોફ્ટવેર