HMMER
एच. एम. एम. ई. आर. सीन एडी द्वारा लिखित अनुक्रम विश्लेषण के लिए एक मुफ्त और आमतौर पर उपयोग किया जाने वाला सॉफ्टवेयर पैकेज है। इसका सामान्य उपयोग समरूप प्रोटीन या न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों की पहचान करना और अनुक्रम संरेखण करना है। यह एक प्रोफाइल-एच. एम. एम. (एक विशेष खोज के लिए स्पष्ट रूप से निर्मित एक हिडन मार्कोव मॉडल) की तुलना एक एकल अनुक्रम या अनुक्रमों के डेटाबेस से करके समरूपता का पता लगाता है। एक शून्य मॉडल की तुलना में प्रोफ़ाइल-एच. एम. एम. के लिए काफी बेहतर स्कोर करने वाले अनुक्रमों को प्रोफ़ाइल-एच. एम. एम. के निर्माण के लिए उपयोग किए गए अनुक्रमों के लिए समरूप माना जाता है। प्रोफाइल-एच. एम. एम. का निर्माण एच. एम. एम. ई. आर. पैकेज में एच. एम. एम. बिल्ड प्रोग्राम का उपयोग करके कई अनुक्रम संरेखण से किया जाता है। एच. एम. एम. ई. आर. सॉफ्टवेयर में उपयोग किया जाने वाला प्रोफ़ाइल-एच. एम. एम. कार्यान्वयन क्रोग और उनके सहयोगियों के काम पर आधारित था। एच. एम. एम. ई. आर. एक कंसोल उपयोगिता है जो लिनक्स, विंडोज और मैक. ओ. एस. के विभिन्न संस्करणों सहित हर प्रमुख ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए पोर्ट की गई है। एच. एम. एम. ई. आर. मुख्य उपयोगिता है जिस पर पी. एफ. ए. एम. और इंटरप्रो जैसे प्रोटीन परिवार डेटाबेस आधारित हैं। कुछ अन्य जैव सूचना विज्ञान उपकरण जैसे यू. जी. ई. एन. ई. भी एच. एम. एम. ई. आर. का उपयोग करते हैं। एच. एम. एम. ई. आर. 3 कम्प्यूटेशनल गति बढ़ाने के लिए वेक्टर निर्देशों का भी व्यापक उपयोग करता है। यह काम पहले के प्रकाशन पर आधारित है जिसमें दो अनुक्रमों को संरेखित करने के लिए स्मिथ-वाटरमैन एल्गोरिदम का एक महत्वपूर्ण त्वरण दिखाया गया है। प्रोफाइल एच. एम. एम. एक प्रोफाइल एच. एम. एम. विशेष रूप से जैविक अनुक्रमों से संबंधित एच. एम. एम. का एक प्रकार है। प्रोफाइल एच. एम. एम. एक बहु अनुक्रम संरेखण को एक स्थिति-विशिष्ट स्कोरिंग प्रणाली में बदल देते हैं, जिसका उपयोग अनुक्रमों को संरेखित करने और दूरस्थ समरूप अनुक्रमों के लिए डेटाबेस खोजने के लिए किया जा सकता है। वे इस तथ्य का लाभ उठाते हैं कि अनुक्रम संरेखण में कुछ स्थितियों में पूर्वाग्रह होते हैं जिनमें अवशेषों के होने की सबसे अधिक संभावना होती है, और एक सम्मिलन या विलोपन को शामिल करने की उनकी संभावना में भिन्नता होने की संभावना होती है। इस जानकारी को पकड़ने से उन्हें पारंपरिक ब्लास्ट-आधारित दृष्टिकोणों की तुलना में सच्चे होमोलॉग का पता लगाने की बेहतर क्षमता मिलती है, जो प्रतिस्थापन, सम्मिलन और विलोपन को समान रूप से दंडित करते हैं, चाहे वे संरेखण में कहीं भी हों। प्रोफाइल एच. एम. एम. एक अनुक्रम संरेखण में प्रत्येक सर्वसम्मति स्तंभ के अनुरूप एक अवस्था के साथ मिलान (एम) राज्यों के एक रैखिक सेट के आसपास केंद्रित है। प्रत्येक एम अवस्था एक एकल अवशेष (एमिनो एसिड या न्यूक्लियोटाइड) का उत्सर्जन करती है। किसी विशेष अवशेष के उत्सर्जन की संभावना काफी हद तक उस आवृत्ति से निर्धारित की जाती है जिस पर उस अवशेष को संरेखण के उस स्तंभ में देखा गया है, लेकिन इसमें उन अवशेषों के पैटर्न पर पूर्व जानकारी भी शामिल है जो अनुक्रम संरेखण के समान स्तंभों में सह-घटित होते हैं। विशेष आवृत्तियों पर अमीनो एसिड उत्सर्जित करने वाली मिलान अवस्थाओं की यह स्ट्रिंग विशिष्ट स्कोर मैट्रिक्स या वजन मैट्रिक्स की स्थिति के अनुरूप होती है। एक प्रोफाइल एच. एम. एम. अनुक्रम संरेखण के इस प्रतिरूपण को क्रमशः आई और डी अवस्थाओं का उपयोग करके सम्मिलन और विलोपन का प्रतिरूपण करके आगे ले जाता है। डी अवस्थाएँ अवशेष का उत्सर्जन नहीं करती हैं, जबकि मैं बताता हूँ कि अवशेष का उत्सर्जन करती हैं। एक संरेखण में सर्वसम्मति स्तंभों के बीच कई अवशेषों के अनुरूप, एकाधिक I अवस्था लगातार हो सकती है। एम, आई और डी अवस्थाएँ अवस्था संक्रमण संभावनाओं द्वारा जुड़ी हुई हैं, जो अनुक्रम संरेखण में स्थिति के अनुसार भी भिन्न होती हैं, ताकि अनुक्रम संरेखण में सम्मिलन और विलोपन की विभिन्न आवृत्तियों को प्रतिबिंबित किया जा सके। एच. एम. एम. ई. आर. 2 और एच. एम. एम. ई. आर. 3 रिलीज ने प्रोफाइल एच. एम. एम. के निर्माण के लिए एक वास्तुकला का उपयोग किया जिसे प्लान 7 वास्तुकला कहा जाता है, जिसका नाम मॉडल द्वारा कब्जा किए गए सात राज्यों के नाम पर रखा गया है। तीन प्रमुख अवस्थाओं (एम, आई और डी) के अलावा, छह अतिरिक्त अवस्थाएं संरेखण में गैर-समरूप पार्श्व अनुक्रम को पकड़ती हैं। ये 6 अवस्थाएँ सामूहिक रूप से यह नियंत्रित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं कि अनुक्रमों को मॉडल के साथ कैसे संरेखित किया जाता है, उदाहरण के लिए। क्या एक अनुक्रम में एक ही मॉडल के लिए लगातार कई हिट हो सकते हैं (एक ही डोमेन के कई उदाहरणों के साथ अनुक्रमों के मामले में)। एच. एम. एम. ई. आर. पैकेज में कार्यक्रम एच. एम. एम. ई. आर. पैकेज में प्रोफ़ाइल छिपे हुए मार्कोव मॉडल का उपयोग करके कार्य करने के लिए कार्यक्रमों का एक संग्रह होता है। प्रोग्रामों में शामिल हैंः प्रोफाइल एच. एम. एम. बिल्डिंग एच. एम. बिल्ड-कई अनुक्रम संरेखणों से प्रोफ़ाइल एच. एम. एम. का निर्माण होमोलॉजी खोज एच. एम. एम. स्कैन-एक प्रोफ़ाइल एच. एम. एम. डेटाबेस के खिलाफ प्रोटीन अनुक्रम खोजें-एक अनुक्रम डेटाबेस जैकमर के खिलाफ प्रोफ़ाइल एच. एम. एम. खोजें-एक प्रोटीन डेटाबेस एन. एच. एम. एम. आर. के खिलाफ अनुक्रमों को बार-बार खोजें-एक डी. एन. ए./आर. एन. ए. अनुक्रम डेटाबेस एन. एच. एम. एम. एस. सी. एन. के खिलाफ डी. एन. ए./आर. एन. ए. प्रश्न खोजें-एक न्यूक्लियोटाइड प्रोफ़ाइल पी. एच. एम. एम. आर. के खिलाफ न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम खोजें-एक प्रोटीन डेटाबेस के खिलाफ प्रोटीन अनुक्रम खोजें अन्य कार्य एच. एम. एम.-एक प्रोफ़ाइल एच. एम. एम. एच. एम. एच एच. एम. एम. ई. आर. वेब सर्वर सॉफ्टवेयर पैकेज के अलावा, एच. एम. एम. ई. आर. खोज कार्य एक वेब सर्वर के रूप में उपलब्ध है। यह सेवा डेटाबेस की एक श्रृंखला में खोज की सुविधा प्रदान करती है, जिसमें यूनिप्रोट, स्विसप्रोट और प्रोटीन डेटा बैंक जैसे अनुक्रम डेटाबेस और एच. एम. एम. डेटाबेस जैसे पी. एफ. ए. एम., टी. आई. जी. आर. एफ. ए. एम. और सुपरफैमिली शामिल हैं। चार खोज प्रकार पी. एच. एम. आर., एच. एम. एम. सर्च, एच. एम. एम. एस. कैन और जैकहमर समर्थित हैं (प्रोग्राम देखें)। खोज कार्य एकल अनुक्रमों के साथ-साथ अनुक्रम संरेखण या प्रोफ़ाइल एच. एम. एम. को स्वीकार करता है। खोज परिणामों के साथ टैक्सोनोमिक ब्रेकडाउन और हिट के डोमेन संगठन पर एक रिपोर्ट होती है। खोज परिणामों को फिर किसी भी पैरामीटर के अनुसार फ़िल्टर किया जा सकता है। वेब सेवा वर्तमान में यूनाइटेड किंगडम में यूरोपीय जैव सूचना विज्ञान संस्थान (ईबीआई) से बाहर चल रही है, जबकि एल्गोरिथ्म का विकास अभी भी संयुक्त राज्य अमेरिका में सीन एडी की टीम द्वारा किया जाता है। वेब सेवा को स्थानांतरित करने के प्रमुख कारण ईबीआई में कंप्यूटिंग बुनियादी ढांचे का लाभ उठाना और ईबीआई द्वारा बनाए गए प्रासंगिक डेटाबेस के साथ एचएमएमईआर खोजों को क्रॉस-लिंक करना था। एच. एम. एम. ई. आर. 3 रिलीज एच. एम. एम. ई. आर. का नवीनतम स्थिर रिलीज संस्करण 3 है। एच. एम. एम. ई. आर. 3 पहले के एच. एम. एम. ई. आर. 2 पैकेज का पूर्ण पुनर्लेखन है, जिसका उद्देश्य प्रोफ़ाइल-एच. एम. एम. खोजों की गति में सुधार करना है। प्रमुख परिवर्तनों को नीचे उल्लिखित किया गया हैः गति में सुधार 2004 में शुरू की गई एच. एम. एम. ई. आर. 3 परियोजना का एक प्रमुख उद्देश्य एच. एम. एम. ई. आर. खोजों की गति में सुधार करना था। जबकि प्रोफाइल एच. एम. एम.-आधारित समरूपता खोज बी. एल. ए. एस. टी.-आधारित दृष्टिकोणों की तुलना में अधिक सटीक थी, उनकी धीमी गति ने उनकी प्रयोज्यता को सीमित कर दिया। मुख्य प्रदर्शन लाभ एक हेयुरिस्टिक फ़िल्टर के कारण होता है जो एक क्वेरी प्रोफ़ाइल के लिए डेटाबेस अनुक्रमों के भीतर उच्च-स्कोरिंग अन-गैप्ड मिलान पाता है। यह शोधात्मक परिणाम सटीकता पर बहुत कम प्रभाव के साथ BLAST की तुलना में एक गणना समय में होता है। प्रदर्शन में आगे लाभ एक लॉग-लाइक्लिहुड मॉडल के कारण होता है जिसमें ई-मानों का अनुमान लगाने के लिए किसी अंशांकन की आवश्यकता नहीं होती है, और एक समरूप अनुक्रम के महत्व की गणना के लिए अधिक सटीक फॉरवर्ड स्कोर का उपयोग करने की अनुमति देता है। एच. एम. एम. ई. आर. अभी भी डी. एन. ए. आधारित खोजों की गति में ब्लास्ट से पीछे है; हालाँकि, डी. एन. ए. आधारित खोजों को इस तरह से ट्यून किया जा सकता है कि गति में सुधार सटीकता की कीमत पर आता है। दूरस्थ समरूपता खोज में सुधार गति में प्रमुख प्रगति संभावित संरेखण की एक श्रृंखला पर एकीकृत परिणामों के महत्व की गणना के लिए एक दृष्टिकोण के विकास से संभव हुई। दूरस्थ होमोलॉग की खोज में, क्वेरी और हिट प्रोटीन के बीच संरेखण अक्सर बहुत अनिश्चित होते हैं। जबकि अधिकांश अनुक्रम संरेखण उपकरण केवल सर्वश्रेष्ठ स्कोरिंग संरेखण का उपयोग करके मैच स्कोर की गणना करते हैं, एच. एम. एम. ई. आर. 3 सभी संभावित संरेखणों में एकीकृत करके मैच स्कोर की गणना करता है, ताकि अनिश्चितता को ध्यान में रखा जा सके कि कौन सा संरेखण सबसे अच्छा है। एच. एम. एम. ई. आर. अनुक्रम संरेखण पश्च संभाव्यता टिप्पणियों के साथ होते हैं, जो दर्शाते हैं कि संरेखण के किन हिस्सों को उच्च विश्वास सौंपा गया है और कौन से अधिक अनिश्चित हैं। डी. एन. ए. अनुक्रम तुलना एच. एम. एम. ई. आर. 3 में एक प्रमुख सुधार डी. एन. ए./डी. एन. ए. तुलना उपकरणों का समावेश था। एच. एम. एम. ई. आर. 2 में केवल प्रोटीन अनुक्रमों की तुलना करने की कार्यक्षमता थी। जबकि एच. एम. एम. ई. आर. 2 स्थानीय संरेखण (लक्ष्य के बाद एक पूर्ण मॉडल को संरेखित कर सकता है) और वैश्विक संरेखण (एक पूर्ण मॉडल को एक पूर्ण लक्ष्य अनुक्रम के लिए संरेखित कर सकता है), एच. एम. एम. ई. आर. 3 केवल स्थानीय संरेखण का प्रदर्शन करता है। यह प्रतिबंध नए एल्गोरिदम का उपयोग करके स्थानीय/वैश्विक संरेखण करते समय हिट के महत्व की गणना करने में कठिनाई के कारण है। हिडन मार्कोव मॉडल सीक्वेंस एलाइनमेंट सॉफ्टवेयर पी. एफ. ए. एम. यू. जी. ई. एन. ई. प्रोफाइल एच. एम. एम. विधियों और संबंधित स्थिति-विशिष्ट स्कोरिंग मैट्रिक्स विधियों के कई कार्यान्वयन उपलब्ध हैं। कुछ नीचे सूचीबद्ध हैंः एच. एच.-सूट सैम पी. एस. आई.-ब्लास्ट एम. एम. एस. ई. क्यू. एस. 2 पी. एफ. टी. ओ. ओ. एल. एस. जेनेविज़ प्रोब मेटा-एम. ई. एम. ई. ब्लॉक्स जी. पी. यू.-एच. एम. एम. ई. आर. डेसिफर. एच. एम. एम. संदर्भ बाहरी लिंक एच. एम. एम. ई. आर. 3 घोषणा ट्रेडमार्क, कॉपीराइट, पेटेंट और लाइसेंसिंग बायोइन्फॉर्मेटिक्स सॉफ्टवेयर पर एच. एम. एम. ई. आर. नीति पर एक ब्लॉग पोस्टिंग सी कम्प्यूटेशनल विज्ञान में प्रोग्राम किए गए मुक्त विज्ञान सॉफ्टवेयर