HMMER
எச். எம். எம். இ. ஆர் என்பது சீன் எடி எழுதிய வரிசை பகுப்பாய்விற்கான இலவச மற்றும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் மென்பொருள் தொகுப்பாகும். ஒரே மாதிரியான புரதம் அல்லது நியூக்ளியோடைடு வரிசைகளை அடையாளம் காண்பதும், வரிசை சீரமைப்புகளைச் செய்வதும் இதன் பொதுவான பயன்பாடாகும். இது ஒரு சுயவிவரத்தை-எச். எம். எம் (ஒரு குறிப்பிட்ட தேடலுக்காக வெளிப்படையாக கட்டப்பட்ட ஒரு மறைக்கப்பட்ட மார்கோவ் மாதிரி) ஒரு ஒற்றை வரிசை அல்லது வரிசைகளின் தரவுத்தளத்துடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம் ஒத்த தன்மையைக் கண்டறிகிறது. ஒரு பூஜ்ய மாதிரியுடன் ஒப்பிடும்போது சுயவிவரத்திற்கு கணிசமாக சிறந்த மதிப்பெண் பெறும் வரிசைமுறைகள் சுயவிவரத்தை உருவாக்க பயன்படுத்தப்பட்ட வரிசைமுறைகளுக்கு ஒத்ததாக கருதப்படுகின்றன-எச். எம். எம். சுயவிவர-எச். எம். எம். க்கள் எச். எம். எம். இ. ஆர் தொகுப்பில் எச். எம். எம். பில்ட் நிரலைப் பயன்படுத்தி பல வரிசை சீரமைப்புகளிலிருந்து கட்டப்பட்டுள்ளன. எச்எம்எம்இஆர் மென்பொருளில் பயன்படுத்தப்படும் சுயவிவர-எச்எம்எம் செயல்படுத்தல் க்ரோக் மற்றும் சக ஊழியர்களின் பணியை அடிப்படையாகக் கொண்டது. எச். எம். எம். இ. ஆர் என்பது லினக்ஸ், விண்டோஸ் மற்றும் மேகோஸின் வெவ்வேறு பதிப்புகள் உட்பட ஒவ்வொரு முக்கிய இயக்க முறைமையிலும் இணைக்கப்பட்ட ஒரு கன்சோல் பயன்பாடாகும். பிஃபாம் மற்றும் இன்டர்ப்ரோ போன்ற புரத குடும்ப தரவுத்தளங்கள் அடிப்படையாகக் கொண்ட முக்கிய பயன்பாடு எச். எம். எம். இ. ஆர் ஆகும். UGENE போன்ற வேறு சில உயிர் தகவலியல் கருவிகளும் HMMER ஐப் பயன்படுத்துகின்றன. கணக்கீட்டு வேகத்தை அதிகரிக்க HMMER3 திசையன் அறிவுறுத்தல்களை விரிவாகப் பயன்படுத்துகிறது. இரண்டு வரிசைகளை சீரமைப்பதற்கான ஸ்மித்-வாட்டர்மேன் வழிமுறையின் குறிப்பிடத்தக்க முடுக்கத்தைக் காட்டும் முந்தைய வெளியீட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது இந்த வேலை. சுயவிவரம் எச். எம். எம். ஒரு சுயவிவரம் எச். எம். எம் என்பது உயிரியல் வரிசைகளுடன் குறிப்பாக தொடர்புடைய எச். எம். எம் இன் மாறுபாடு ஆகும். சுயவிவர எச். எம். எம். க்கள் பல வரிசை சீரமைப்பை ஒரு நிலை-குறிப்பிட்ட மதிப்பெண் அமைப்பாக மாற்றுகின்றன, அவை வரிசைகளை சீரமைக்கவும், தொலைதூர ஒரே மாதிரியான காட்சிகளுக்கான தரவுத்தளங்களைத் தேடவும் பயன்படுத்தப்படலாம். ஒரு வரிசை சீரமைப்பில் சில நிலைகள் சார்புகளைக் கொண்டுள்ளன என்ற உண்மையை அவை மூலதனமாக்குகின்றன, இதில் எச்சங்கள் ஏற்படுவதற்கான வாய்ப்புகள் அதிகம், மேலும் அவை செருகல் அல்லது நீக்குதலைக் கொண்டிருப்பதற்கான நிகழ்தகவில் வேறுபடுகின்றன. இந்தத் தகவலைப் பிடிப்பது பாரம்பரிய பி. எல். ஏ. எஸ். டி அடிப்படையிலான அணுகுமுறைகளை விட உண்மையான ஒத்த கருத்துகளைக் கண்டறியும் சிறந்த திறனை அவர்களுக்கு வழங்குகிறது, அவை ஒரு சீரமைப்பில் எங்கு நிகழ்கின்றன என்பதைப் பொருட்படுத்தாமல், மாற்றீடுகள், செருகல்கள் மற்றும் நீக்குதல்களை சமமாக தண்டிக்கின்றன. சுயவிவரம் எச். எம். எம். க்கள் ஒரு நேரியல் பொருத்தம் (எம்) நிலைகளை மையமாகக் கொண்டுள்ளன, ஒரு வரிசை சீரமைப்பில் ஒவ்வொரு ஒருமித்த நெடுவரிசையுடன் தொடர்புடைய ஒரு நிலை உள்ளது. ஒவ்வொரு எம் நிலையும் ஒரு ஒற்றை எச்சத்தை (அமினோ அமிலம் அல்லது நியூக்ளியோடைடு) வெளியிடுகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட எச்சத்தை வெளியிடுவதற்கான நிகழ்தகவு பெரும்பாலும் சீரமைப்பின் அந்த நெடுவரிசையில் அந்த எச்சம் காணப்பட்ட அதிர்வெண்ணால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, ஆனால் வரிசை சீரமைப்புகளின் அதே நெடுவரிசைகளில் இணைந்து நிகழும் எச்சங்களின் வடிவங்கள் குறித்த முந்தைய தகவல்களையும் உள்ளடக்கியது. குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்களில் அமினோ அமிலங்களை வெளியிடும் பொருத்த நிலைகளின் இந்த சரம் குறிப்பிட்ட மதிப்பெண் மேட்ரிக்ஸ்கள் அல்லது எடை மேட்ரிக்ஸ்களை நிலைநிறுத்துவதற்கு ஒத்ததாக இருக்கும். ஒரு சுயவிவரம் எச்எம்எம் முறையே ஐ மற்றும் டி நிலைகளைப் பயன்படுத்தி செருகல்கள் மற்றும் நீக்குதல்களை மாடலிங் செய்வதன் மூலம் வரிசை சீரமைப்புகளின் இந்த மாதிரியை மேலும் எடுத்துச் செல்கிறது. டி நிலைகள் ஒரு எச்சத்தை வெளியிடுவதில்லை, அதே நேரத்தில் நான் ஒரு எச்சத்தை வெளியிடுகிறேன் என்று கூறுகிறேன். பல I நிலை தொடர்ச்சியாக நிகழலாம், இது ஒரு சீரமைப்பில் ஒருமித்த நெடுவரிசைகளுக்கு இடையில் பல எச்சங்களுடன் தொடர்புடையது. எம், ஐ மற்றும் டி நிலைகள் நிலை மாற்றம் நிகழ்தகவுகளால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, அவை வரிசை சீரமைப்பில் நிலையைப் பொறுத்து மாறுபடும், இது வரிசை சீரமைப்புகளில் உள்ள செருகல்கள் மற்றும் நீக்குதல்களின் வெவ்வேறு அதிர்வெண்களை பிரதிபலிக்கிறது. எச்எம்எம்இஆர்2 மற்றும் எச்எம்எம்இஆர்3 வெளியீடுகள் பிளான் 7 கட்டமைப்பு என்று அழைக்கப்படும் சுயவிவர எச்எம்எம்களை உருவாக்க ஒரு கட்டமைப்பைப் பயன்படுத்தின, இது மாதிரியால் கைப்பற்றப்பட்ட ஏழு மாநிலங்களின் பெயரால் பெயரிடப்பட்டது. மூன்று முக்கிய நிலைகள் (எம், ஐ மற்றும் டி) தவிர, ஆறு கூடுதல் நிலைகள் சீரமைப்பில் ஹோமோலோகஸ் அல்லாத பக்கவாட்டு வரிசையைப் பிடிக்கிறது. மாதிரியுடன் வரிசைகள் எவ்வாறு சீரமைக்கப்படுகின்றன என்பதைக் கட்டுப்படுத்த இந்த 6 நிலைகள் கூட்டாக முக்கியம், எ. கா. ஒரு வரிசை ஒரே மாதிரியில் தொடர்ச்சியான பல வெற்றிகளைக் கொண்டிருக்க முடியுமா (ஒரே களத்தின் பல நிகழ்வுகளைக் கொண்ட வரிசைகளின் விஷயத்தில்). எச்எம்எம்இஆர் தொகுப்பில் உள்ள நிரல்கள் எச்எம்எம்இஆர் தொகுப்பு சுயவிவர மறைக்கப்பட்ட மார்கோவ் மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தி செயல்பாடுகளைச் செய்வதற்கான நிரல்களின் தொகுப்பைக் கொண்டுள்ளது. நிரல்களில் பின்வருவன அடங்கும்ஃ சுயவிவர எச். எம். எம் கட்டிடம் எச். எம். எம். பில்ட்-பல வரிசை சீரமைப்புகளிலிருந்து சுயவிவர எச். எம். எம். களை உருவாக்குங்கள் ஹோமோலஜி தேடல் எச். எம். எம். ஸ்கேன்-ஒரு சுயவிவரத்திற்கு எதிராக புரத வரிசைகளைத் தேடுங்கள் எச். எம். எம் தரவுத்தள எச். எம். எம். தேடல்-ஒரு வரிசை தரவுத்தள ஜாக்ம்மருக்கு எதிராக சுயவிவர எச். எம். எம். களைத் தேடுங்கள்-ஒரு புரதத் தரவுத்தள என். எச். எம். எம். க்கு எதிராக தொடர்ச்சியைத் தேடுங்கள்-டிஎன்ஏ/ஆர்என்ஏ வரிசை தரவுத்தளத்திற்கு எதிராக டிஎன்ஏ/ஆர்என்ஏ வினவல்களைத் தேடுங்கள் என். எச். எம். எம். ஸ்கேன்-ஒரு நியூக்ளியோடைடு சுயவிவரத்திற்கு எதிராக நியூக்ளியோடைடு வரிசைகளைத் தேடுங்கள் பி. எச். எம். எம். ப்ரோட்டீன் தரவுத்தளத்திற்கு எதிராக புரத வரிசைகளைத் தேடுங்கள் பிற செயல்பாடுகள் எச். எம். எம். எம். எச். எம். எம். எம். எம். எச். எம். எம். எம். எம் எச்எம்எம்இஆர் வலை சேவையகம் மென்பொருள் தொகுப்புடன் கூடுதலாக, எச்எம்எம்இஆர் தேடல் செயல்பாடு ஒரு வலை சேவையகத்தின் வடிவத்தில் கிடைக்கிறது. யூனிபிரோட், ஸ்விஸ்பிரோட் மற்றும் புரோட்டீன் தரவு வங்கி போன்ற வரிசை தரவுத்தளங்கள் மற்றும் ப்ஃபாம், டைக்ராம்ஸ் மற்றும் சூப்பர்ஃபாமிலி போன்ற எச். எம். எம் தரவுத்தளங்கள் உட்பட பல தரவுத்தளங்களில் தேடல்களை இந்த சேவை எளிதாக்குகிறது. நான்கு தேடல் வகைகளான ஃப்ம்மர், எச்எம்எம்எஸ்ஆர்ச், எச்எம்எம்எஸ்கேன் மற்றும் ஜாக்ம்மர் ஆகியவை ஆதரிக்கப்படுகின்றன (நிரல்களைப் பார்க்கவும்). தேடல் செயல்பாடு ஒற்றை வரிசைகள் மற்றும் வரிசை சீரமைப்புகள் அல்லது சுயவிவர எச்எம்எம்களை ஏற்றுக்கொள்கிறது. தேடல் முடிவுகளுடன் வகைபிரித்தல் முறிவு மற்றும் வெற்றிகளின் கள அமைப்பு பற்றிய அறிக்கையும் உள்ளன. தேடல் முடிவுகளை பின்னர் எந்த அளவுருவின் படி வடிகட்டலாம். வலை சேவை தற்போது ஐக்கிய இராச்சியத்தில் உள்ள ஐரோப்பிய உயிர் தகவலியல் நிறுவனத்தில் (ஈ. பி. ஐ) இயங்கவில்லை, அதே நேரத்தில் வழிமுறையின் வளர்ச்சி இன்னும் அமெரிக்காவில் உள்ள சீன் எடி குழுவால் செய்யப்படுகிறது. வலை சேவையை இடமாற்றம் செய்வதற்கான முக்கிய காரணங்கள் EBI இல் உள்ள கணினி உள்கட்டமைப்பை மேம்படுத்துவதும், HMMER தேடல்களை EBI ஆல் பராமரிக்கப்படும் தொடர்புடைய தரவுத்தளங்களுடன் இணைப்பதும் ஆகும். HMMER3 வெளியீடு HMMER இன் சமீபத்திய நிலையான வெளியீடு பதிப்பு 3 ஆகும். சுயவிவர-எச்எம்எம் தேடல்களின் வேகத்தை மேம்படுத்தும் நோக்கத்துடன், முந்தைய எச்எம்எம்இஆர்2 தொகுப்பின் முழுமையான மறு எழுத்து எச்எம்எம்இஆர்3 ஆகும். முக்கிய மாற்றங்கள் கீழே கோடிட்டுக் காட்டப்பட்டுள்ளனஃ வேகத்தில் முன்னேற்றங்கள் 2004 ஆம் ஆண்டில் தொடங்கப்பட்ட எச். எம். எம். இ. ஆர் 3 திட்டத்தின் முக்கிய நோக்கம் எச். எம். எம். இ. ஆர் தேடல்களின் வேகத்தை மேம்படுத்துவதாகும். சுயவிவர HMM-அடிப்படையிலான ஹோமோலஜி தேடல்கள் BLAST-அடிப்படையிலான அணுகுமுறைகளை விட மிகவும் துல்லியமாக இருந்தபோதிலும், அவற்றின் மெதுவான வேகம் அவற்றின் பொருந்தக்கூடிய தன்மையை மட்டுப்படுத்தியது. முக்கிய செயல்திறன் ஆதாயம் ஒரு ஹூரிஸ்டிக் வடிகட்டி காரணமாகும், இது ஒரு வினவல் சுயவிவரத்திற்கு தரவுத்தள வரிசைமுறைகளுக்குள் அதிக மதிப்பெண் பெறாத கேப் போட்டிகளைக் கண்டறிகிறது. துல்லியத்தில் சிறிய தாக்கத்துடன் BLAST உடன் ஒப்பிடக்கூடிய கணக்கீட்டு நேரத்தை இந்த ஹூரிஸ்டிக் விளைவிக்கிறது. செயல்திறனில் மேலும் ஆதாயங்கள் ஒரு பதிவு-வாழ்வாதார மாதிரியின் காரணமாகும், இதற்கு மின்-மதிப்புகளை மதிப்பிடுவதற்கு எந்த அளவுத்திருத்தமும் தேவையில்லை, மேலும் ஒரு ஒத்த வரிசையின் முக்கியத்துவத்தை கணக்கிடுவதற்கு மிகவும் துல்லியமான முன்னோக்கி மதிப்பெண்களைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது. டிஎன்ஏ அடிப்படையிலான தேடல்களின் வேகத்தில் எச்எம்எம்இஆர் இன்னும் பிளாஸ்ட்டை விட பின்தங்கியுள்ளது; இருப்பினும், டிஎன்ஏ அடிப்படையிலான தேடல்களை துல்லியத்தின் இழப்பில் வேகத்தில் முன்னேற்றம் ஏற்படும் வகையில் சரிசெய்ய முடியும். ரிமோட் ஹோமாலஜி தேடலில் முன்னேற்றங்கள் சாத்தியமான சீரமைப்புகளின் வரம்பில் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட முடிவுகளின் முக்கியத்துவத்தை கணக்கிடுவதற்கான அணுகுமுறையின் வளர்ச்சியால் வேகத்தில் பெரிய முன்னேற்றம் சாத்தியமானது. தொலைதூர ஹோமோலாக்ஸைக் கண்டுபிடிப்பதில், வினவல் மற்றும் ஹிட் புரதங்களுக்கு இடையிலான சீரமைப்புகள் பெரும்பாலும் மிகவும் நிச்சயமற்றவை. பெரும்பாலான வரிசை சீரமைப்பு கருவிகள் சிறந்த ஸ்கோரிங் சீரமைப்பை மட்டுமே பயன்படுத்தி போட்டி மதிப்பெண்களைக் கணக்கிடுகின்றன, எச். எம். எம். இ. ஆர் 3 சாத்தியமான அனைத்து சீரமைப்புகளிலும் ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம் போட்டி மதிப்பெண்களைக் கணக்கிடுகிறது, எந்த சீரமைப்பு சிறந்தது என்ற நிச்சயமற்ற தன்மையைக் கணக்கிடுகிறது. எச். எம். எம். இ. ஆர் வரிசை சீரமைப்புகள் பின்புற நிகழ்தகவு சிறுகுறிப்புகளுடன் வருகின்றன, இது சீரமைப்பின் எந்தப் பகுதிகள் அதிக நம்பிக்கையுடன் ஒதுக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் அவை மிகவும் நிச்சயமற்றவை என்பதைக் குறிக்கிறது. டிஎன்ஏ வரிசை ஒப்பீடு எச்எம்எம்இஆர்3 இல் ஒரு பெரிய முன்னேற்றம் டிஎன்ஏ/டிஎன்ஏ ஒப்பீட்டு கருவிகளை சேர்ப்பதாகும். HMMER2 புரத வரிசைகளை ஒப்பிடுவதற்கான செயல்பாட்டை மட்டுமே கொண்டிருந்தது. உள்ளூர் சீரமைப்புகளுக்கு கட்டுப்பாடு எச். எம். எம். இ. ஆர் 2 உள்ளூர் சீரமைப்பு (இலக்கின் தொடர்ச்சிக்கு ஒரு முழுமையான மாதிரியை சீரமைக்க) மற்றும் உலகளாவிய சீரமைப்பு (ஒரு முழுமையான மாதிரியை ஒரு முழுமையான இலக்கு வரிசைக்கு சீரமைக்க) செய்ய முடியும் என்றாலும், எச். எம். எம். இ. ஆர் 3 உள்ளூர் சீரமைப்பை மட்டுமே செய்கிறது. புதிய வழிமுறையைப் பயன்படுத்தி உள்ளூர்/உலகளாவிய சீரமைப்புகளைச் செய்யும்போது வெற்றிகளின் முக்கியத்துவத்தைக் கணக்கிடுவதில் உள்ள சிரமம் காரணமாக இந்த கட்டுப்பாடு உள்ளது. மறைக்கப்பட்ட மார்கோவ் மாதிரி வரிசை சீரமைப்பு மென்பொருள் ப்ஃபாம் யூஜிஇஎன்இ சுயவிவர எச்எம்எம் முறைகள் மற்றும் தொடர்புடைய நிலை-குறிப்பிட்ட ஸ்கோரிங் மேட்ரிக்ஸ் முறைகளின் பல செயல்பாடுகள் கிடைக்கின்றன. சில கீழே பட்டியலிடப்பட்டுள்ளனஃ எச். எச்-சூட் எஸ். ஏ. எம். பி. எஸ். ஐ-பிளாஸ்ட் எம். எம். எஸ். ஈ. க்யூ. எஸ். 2 பி. எஃப். டி. ஓ. ஓ. ஓ. எல். எஸ் ஜெனிவிஸ் புரோப் மெட்டா-எம். இ. எம். இ பிளாக்ஸ் ஜி. பி. யூ-எச். எம். எம். இ. ஆர் டெசிஃபர். எச். எம். எம். குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் எச். எம். எம். இ. ஆர் 3 அறிவிப்பு வர்த்தக முத்திரை, பதிப்புரிமை, காப்புரிமைகள் மற்றும் உரிமம் பெறும் உயிர் தகவலியல் மென்பொருள் குறித்த எச். எம். எம். இ. ஆர் கொள்கையில் ஒரு வலைப்பதிவு இடுகை இலவச அறிவியல் மென்பொருள் சி கம்ப்யூடேஷனல் அறிவியலில் நிரல் செய்யப்பட்ட இலவச மென்பொருள்