HMMER
ایچ ایم ایم ای آر شان ایڈی کے لکھے ہوئے ترتیب تجزیہ کے لیے ایک مفت اور عام طور پر استعمال ہونے والا سافٹ ویئر پیکیج ہے۔ اس کا عام استعمال ہومولوگس پروٹین یا نیوکلیوٹائڈ کے سلسلے کی شناخت کرنا، اور ترتیب کی صف بندی انجام دینا ہے۔ یہ پروفائل-ایچ ایم ایم (ایک پوشیدہ مارکوف ماڈل جو کسی خاص تلاش کے لیے واضح طور پر بنایا گیا ہے) کا موازنہ کسی ایک ترتیب یا ترتیب کے ڈیٹا بیس سے کر کے ہومیولوجی کا پتہ لگاتا ہے۔ ایسے سلسلے جو صفر ماڈل کے مقابلے میں پروفائل-ایچ ایم ایم کے لیے نمایاں طور پر بہتر اسکور کرتے ہیں، ان ترتیبات کے لیے یکساں سمجھے جاتے ہیں جو پروفائل-ایچ ایم ایم کی تعمیر کے لیے استعمال کیے گئے تھے۔ پروفائل-ایچ ایم ایم ایچ ایم بلڈ پروگرام کا استعمال کرتے ہوئے ایچ ایم ایم ای آر پیکیج میں ایک سے زیادہ ترتیب کی صف بندی سے بنائے جاتے ہیں۔ ایچ ایم ایم ای آر سافٹ ویئر میں استعمال ہونے والا پروفائل-ایچ ایم ایم کا نفاذ کروگ اور ساتھیوں کے کام پر مبنی تھا۔ ایچ ایم ایم ای آر ایک کنسول یوٹیلیٹی ہے جو ہر بڑے آپریٹنگ سسٹم پر پورٹ کی گئی ہے، بشمول لینکس، ونڈوز اور میک او ایس کے مختلف ورژن۔ ایچ ایم ایم ای آر بنیادی افادیت ہے جس پر پروٹین فیملی ڈیٹا بیس جیسے پی ایف اے ایم اور انٹرپرو مبنی ہیں۔ کچھ دیگر بائیو انفارمیٹکس ٹولز جیسے یو جی ای این ای بھی ایچ ایم ایم ای آر کا استعمال کرتے ہیں۔ ایچ ایم ایم ای آر 3 کمپیوٹیشنل رفتار بڑھانے کے لیے ویکٹر ہدایات کا بھی وسیع استعمال کرتا ہے۔ یہ کام پہلے کی اشاعت پر مبنی ہے جس میں دو ترتیبات کی صف بندی کے لیے اسمتھ-واٹرمین الگورتھم کی نمایاں رفتار دکھائی گئی ہے۔ پروفائل ایچ ایم ایم ایک پروفائل ایچ ایم ایم ایچ ایم ایم کی ایک قسم ہے جو خاص طور پر حیاتیاتی ترتیبات سے متعلق ہے۔ پروفائل ایچ ایم ایم ایک سے زیادہ ترتیب کی صف بندی کو پوزیشن کے مخصوص اسکورنگ سسٹم میں بدل دیتے ہیں، جسے ترتیبات کو صف بندی کرنے اور ریموٹ ہومولوگس ترتیبات کے لیے ڈیٹا بیس تلاش کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ وہ اس حقیقت کا فائدہ اٹھاتے ہیں کہ ترتیب کی صف بندی میں بعض پوزیشنوں میں تعصبات ہوتے ہیں جن میں باقیات کے ہونے کا زیادہ امکان ہوتا ہے، اور ان کے اندراج یا حذف ہونے کے امکان میں فرق ہونے کا امکان ہوتا ہے۔ اس معلومات کو حاصل کرنے سے انہیں روایتی BLAST پر مبنی طریقوں کے مقابلے میں حقیقی ہومولوگس کا پتہ لگانے کی بہتر صلاحیت ملتی ہے، جو متبادل، اندراج اور حذف کرنے کو یکساں طور پر سزا دیتے ہیں، اس سے قطع نظر کہ وہ صف بندی میں کہاں پائے جاتے ہیں۔ پروفائل ایچ ایم ایم میچ (ایم) ریاستوں کے لکیری سیٹ کے ارد گرد مرکوز ہے، جس میں ایک ریاست ترتیب کی صف بندی میں ہر اتفاق رائے کے کالم سے مطابقت رکھتی ہے۔ ہر ایم حالت ایک واحد باقیات (امینو ایسڈ یا نیوکلیوٹائڈ) خارج کرتی ہے۔ کسی خاص بقیہ کے اخراج کے امکان کا تعین بڑی حد تک اس تعدد سے ہوتا ہے جس پر اس بقیہ کا مشاہدہ صف بندی کے اس کالم میں کیا گیا ہے، بلکہ اس میں بقیہ کے نمونوں کے بارے میں پیشگی معلومات بھی شامل ہوتی ہیں جو ترتیب صف بندی کے اسی کالموں میں شریک ہوتے ہیں۔ مخصوص تعدد پر امینو ایسڈ کا اخراج کرنے والی مماثل حالتوں کی یہ تار مخصوص اسکور میٹرکس یا وزن میٹرکس کی پوزیشن کے مترادف ہے۔ ایک پروفائل ایچ ایم ایم ترتیب کی صف بندی کے اس ماڈلنگ کو بالترتیب آئی اور ڈی اسٹیٹس کا استعمال کرتے ہوئے اندراج اور حذف کرنے کے ماڈلنگ کے ذریعے آگے لے جاتا ہے۔ ڈی ریاستیں بقیہ کا اخراج نہیں کرتی ہیں، جبکہ میں کہتا ہوں کہ بقیہ کا اخراج ہوتا ہے۔ ایک صف بندی میں اتفاق رائے کے کالموں کے درمیان متعدد باقیات کے مطابق، متعدد I ریاستیں لگاتار واقع ہو سکتی ہیں۔ ایم، آئی اور ڈی ریاستیں ریاستی منتقلی کے امکانات سے جڑی ہوئی ہیں، جو ترتیب کی صف بندی میں پوزیشن کے لحاظ سے بھی مختلف ہوتی ہیں، تاکہ ترتیب کی صف بندی میں اندراج اور حذف کرنے کی مختلف تعدد کی عکاسی کی جا سکے۔ ایچ ایم ایم ای آر 2 اور ایچ ایم ایم ای آر 3 ریلیزز نے پروفائل ایچ ایم ایم بنانے کے لیے ایک فن تعمیر کا استعمال کیا جسے پلان 7 فن تعمیر کہا جاتا ہے، جس کا نام ماڈل کے زیر قبضہ سات ریاستوں کے نام پر رکھا گیا ہے۔ تین بڑی ریاستوں (ایم، آئی اور ڈی) کے علاوہ، چھ اضافی ریاستیں صف بندی میں غیر ہم جنس پرست پس منظر کی ترتیب پر قبضہ کرتی ہیں۔ یہ 6 ریاستیں اجتماعی طور پر اس بات کو کنٹرول کرنے کے لیے اہم ہیں کہ کس طرح ترتیبات کو ماڈل سے منسلک کیا جاتا ہے، جیسے۔ کیا ایک ترتیب میں ایک ہی ماڈل پر لگاتار متعدد ہٹ ہو سکتے ہیں (ایک ہی ڈومین کی متعدد مثالوں کے ساتھ ترتیب کی صورت میں)۔ ایچ ایم ایم ای آر پیکیج میں پروگرام ایچ ایم ایم ای آر پیکیج پروفائل پوشیدہ مارکوف ماڈلز کا استعمال کرتے ہوئے افعال انجام دینے کے لیے پروگراموں کے مجموعے پر مشتمل ہوتا ہے۔ پروگراموں میں شامل ہیں: پروفائل ایچ ایم ایم بلڈنگ ایچ ایم بلڈ-متعدد ترتیب صف بندی سے پروفائل ایچ ایم ایم کی تعمیر ہومیولوجی تلاش ایچ ایم ایم ایسکین-پروفائل ایچ ایم ایم ڈیٹا بیس کے خلاف پروٹین کے سلسلے تلاش کریں ایچ ایم ایم ایک ترتیب ڈیٹا بیس جیکمر کے خلاف پروفائل ایچ ایم ایم تلاش کریں-ایک پروٹین ڈیٹا بیس کے خلاف ترتیبات کو بار بار تلاش کریں این ایچ ایم ایم-ڈی این اے/آر این اے ترتیب ڈیٹا بیس کے خلاف ڈی این اے/آر این اے سوالات تلاش کریں این ایچ ایم ایسکین-ایک نیوکلیوٹائڈ پروفائل کے خلاف نیوکلیوٹائڈ کے سلسلے تلاش کریں پی ایچ ایم ایم-پروٹین ڈیٹا بیس کے خلاف پروٹین کے سلسلے تلاش کریں دیگر افعال ہممالائن-ایک پروفائل ایچ ایم ایم ہممیٹ کے لیے ترتیبات کو سیدھا کریں-ایک پروفائل ایچ ایم ایم ہملوگو سے نمونہ ترتیبات تیار کریں-ایک ایچ ایم ایم فائل سے ایچ ایم ایم لوگو کے لیے ڈیٹا تیار کریں پیکیج ایچ ایم ایم ای آر ویب سرور سافٹ ویئر پیکیج کے علاوہ، ایچ ایم ایم ای آر سرچ فنکشن ویب سرور کی شکل میں دستیاب ہے۔ یہ سروس ڈیٹا بیس کی ایک رینج میں تلاش کی سہولت فراہم کرتی ہے، جس میں سیکوینس ڈیٹا بیس جیسے یونیپروٹ، سوئسپروٹ، اور پروٹین ڈیٹا بینک، اور ایچ ایم ایم ڈیٹا بیس جیسے پی ایف اے ایم، ٹی آئی جی آر ایف اے ایم اور سپر فیملی شامل ہیں۔ تلاش کی چار اقسام پی ایچ ایم آر، ایچ ایم ایم سرچ، ایچ ایم ایم ایسکن اور جیک ہیمر کی حمایت کی جاتی ہے (پروگرام دیکھیں)۔ سرچ فنکشن واحد ترتیب کے ساتھ ساتھ ترتیب کی صف بندی یا پروفائل ایچ ایم ایم کو قبول کرتا ہے۔ تلاش کے نتائج کے ساتھ ٹیکسونومک بریک ڈاؤن، اور ہٹ کی ڈومین تنظیم پر ایک رپورٹ ہوتی ہے۔ اس کے بعد تلاش کے نتائج کو کسی بھی پیرامیٹر کے مطابق فلٹر کیا جا سکتا ہے۔ ویب سروس فی الحال برطانیہ میں یورپی بائیو انفارمیٹکس انسٹی ٹیوٹ (ای بی آئی) سے چل رہی ہے، جبکہ الگورتھم کی ترقی اب بھی امریکہ میں شان ایڈی کی ٹیم کے ذریعے کی جاتی ہے۔ ویب سروس کو منتقل کرنے کی بڑی وجوہات ای بی آئی میں کمپیوٹنگ انفراسٹرکچر کا فائدہ اٹھانا، اور ایچ ایم ایم ای آر سرچز کو متعلقہ ڈیٹا بیس کے ساتھ کراس لنک کرنا تھا جو ای بی آئی کے ذریعہ بھی برقرار رکھے جاتے ہیں۔ HMMER3 ریلیز HMMER کی تازہ ترین مستحکم ریلیز ورژن 3 ہے۔ ایچ ایم ایم ای آر 3 پروفائل-ایچ ایم ایم تلاشوں کی رفتار کو بہتر بنانے کے مقصد سے پہلے کے ایچ ایم ایم ای آر 2 پیکیج کی مکمل دوبارہ تحریر ہے۔ بڑی تبدیلیاں ذیل میں بیان کی گئی ہیں: رفتار میں بہتری 2004 میں شروع ہونے والے ایچ ایم ایم ای آر 3 پروجیکٹ کا ایک بڑا مقصد ایچ ایم ایم ای آر سرچز کی رفتار کو بہتر بنانا تھا۔ اگرچہ پروفائل ایچ ایم ایم پر مبنی ہومیولوجی کی تلاش BLAST پر مبنی طریقوں سے زیادہ درست تھی، لیکن ان کی سست رفتار نے ان کے اطلاق کو محدود کر دیا۔ کارکردگی کا بنیادی فائدہ ایک ہیورسٹک فلٹر کی وجہ سے ہوتا ہے جو ایک استفسار پروفائل کے ڈیٹا بیس کے سلسلے میں ہائی اسکورنگ غیر گیپڈ میچ ڈھونڈتا ہے۔ اس تحقیق کے نتیجے میں حساب کے وقت کا موازنہ BLAST سے کیا جاتا ہے جس کا درستگی پر بہت کم اثر پڑتا ہے۔ کارکردگی میں مزید فوائد لاگ-لیکلی ہڈ ماڈل کی وجہ سے ہوتے ہیں جس میں ای-ویلیوز کا اندازہ لگانے کے لیے کسی انشانکن کی ضرورت نہیں ہوتی ہے، اور زیادہ درست فارورڈ اسکور کو یکساں ترتیب کی اہمیت کا حساب لگانے کے لیے استعمال کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ایچ ایم ایم ای آر اب بھی ڈی این اے پر مبنی تلاشوں کی رفتار میں بلاسٹ سے پیچھے ہے ؛ تاہم، ڈی این اے پر مبنی تلاشوں کو اس طرح ٹیون کیا جا سکتا ہے کہ رفتار میں بہتری درستگی کی قیمت پر آتی ہے۔ ریموٹ ہومیولوجی کی تلاش میں بہتری رفتار میں بڑی پیش رفت ممکنہ صف بندی کی ایک رینج پر مربوط نتائج کی اہمیت کا حساب لگانے کے لیے ایک نقطہ نظر کی ترقی سے ممکن ہوئی۔ دور دراز کے ہم جنس پرستوں کی دریافت میں، استفسار اور ہٹ پروٹین کے درمیان صف بندی اکثر بہت غیر یقینی ہوتی ہے۔ جبکہ زیادہ تر ترتیب صف بندی کے اوزار صرف بہترین اسکورنگ صف بندی کا استعمال کرتے ہوئے میچ اسکور کا حساب لگاتے ہیں، ایچ ایم ایم ای آر 3 تمام ممکنہ صف بندی میں ضم کرکے میچ اسکور کا حساب لگاتا ہے، تاکہ اس غیر یقینی صورتحال کا حساب لگایا جا سکے کہ کون سی صف بندی بہترین ہے۔ ایچ ایم ایم ای آر ترتیب کی صف بندی کے ساتھ پوسٹر پروبیبلٹی اینوٹیشنز ہوتی ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہیں کہ صف بندی کے کن حصوں کو اعلی اعتماد تفویض کیا گیا ہے اور کون سے زیادہ غیر یقینی ہیں۔ ڈی این اے ترتیب کا موازنہ ایچ ایم ایم ای آر 3 میں ایک بڑی بہتری ڈی این اے/ڈی این اے موازنہ ٹولز کی شمولیت تھی۔ ایچ ایم ایم ای آر 2 میں صرف پروٹین کے سلسلے کا موازنہ کرنے کی فعالیت تھی۔ اگرچہ ایچ ایم ایم ای آر 2 مقامی صف بندی (ہدف کے بعد ایک مکمل ماڈل کو صف بندی) اور عالمی صف بندی (ایک مکمل ماڈل کو مکمل ہدف کے سلسلے میں صف بندی) انجام دے سکتا ہے، لیکن ایچ ایم ایم ای آر 3 صرف مقامی صف بندی انجام دیتا ہے۔ یہ پابندی نئے الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے مقامی/عالمی صف بندی انجام دیتے وقت ہٹ کی اہمیت کا حساب لگانے میں دشواری کی وجہ سے ہے۔ ہڈن مارکوف ماڈل سیکوینس الائنمنٹ سافٹ ویئر پی ایف اے ایم یو جی ای این ای پروفائل ایچ ایم ایم طریقوں اور متعلقہ پوزیشن مخصوص اسکورنگ میٹرکس طریقوں کے متعدد نفاذ دستیاب ہیں۔ کچھ ذیل میں درج ہیں: HH-سویٹ SAM PSI-BLAST MMSeqs2 PFTOOLS GENEWISE PROBE META-MEME BLOCKS GPU-HMMER DECyferHMM حوالہ جات بیرونی لنکس HMMER3 اعلان ٹریڈ مارک، کاپی رائٹ، پیٹنٹ، اور لائسنسنگ بائیو انفارمیٹکس سافٹ ویئر پر HMMER پالیسی پر ایک بلاگ پوسٹنگ C کمپیوٹیشنل سائنس میں پروگرام کردہ مفت سائنس سافٹ ویئر