Πρωτοταγής Οργάνωση Βιολογικών Αλληλουχιών

Abstract

Στο προηγούμενο κεφάλαιο εξετάσαμε τις ιδιότητες βιολογικών αλληλουχιών εστιάζοντας στη σύστασή τους και αντιμετωπίζοντάς τις σαν σύνολα συμβόλων. Ωστόσο μια από τις βασικές ιδιότητες όλων των βιολογικών αλληλουχιών είναι η οργάνωσή τους σε ό,τι αφορά τη διαδοχή των δομικών τους στοιχείων, αυτό που ονομάζουμε πρωτοταγή διάταξη. Στο κεφάλαιο αυτό περνάμε σε προβλήματα που σχετίζονται με τη διαδοχή των καταλοίπων σε βιολογικές αλληλουχίες και τρόπους για την ανάλυσή της. Το βασικό βιολογικό ερώτημα γύρω από το οποίο διαρθρώνεται το κεφάλαιο είναι η διάκριση αλληλουχιών με βάση τη λειτουργικότητά τους. Σε βιολογικό επίπεδο, εξετάζονται έννοιες όπως οι συνεμφανίσεις καταλοίπων σε βιολογικές αλληλουχίες (γιατί κάποια νουκλεοτίδια ή αμινοξέα τείνουν να εμφανίζονται σε άμεση διαδοχή και άλλα όχι) καθώς και γενικότερες χαρακτηριστικές ιδιότητες πρωτοταγούς οργάνωσης αλληλουχιών. Η βασική μαθηματική έννοια που συνδέεται με τη διαδοχή καταλοίπων και τη μελέτη των συνεμφανίσεών τους είναι αυτή της δεσμευμένης πιθανότητας η οποία παρουσιάζεται στη συνέχεια. στο πλαίσιο της περιγραφής σύνθετων δεσμευμένων πιθανοτήτων, γίνεται αναφορά στον κανόνα του Bayes και στη σημασία του. Στο δεύτερο μέρος του κεφαλαίου εισάγουμε τα Μοντέλα Markov ως ένα από τα βασικά υπολογιστικά εργαλεία για την αναλύση της πρωτοταγούς δομής αλληλουχιών και παρουσιάζουμε αναλυτικά τους σχετικούς αλγορίθμους για τη μοντελοποίηση βιολογικών αλληλουχιών ως πιθανοκρατικών διαδικασιών Markov.<br/><br/>Στο τέλος του Κεφαλαίου θα πρέπει να μπορείτε:<br/>Να κατανοήσετε έννοιες όπως η ανεξαρτησία ενδεχομένων και η δεσμευμένη πιθανότητα.<br/>Να αξιολογήσετε τη διαγνωστική ικανότητα μιας μεθοδολογίας με βάση την ευαισθησία της, χρησιμοποιώντας τον κανόνα του Bayes.<br/>Να περιγράψετε μια στοχαστική διαδικασία μέσω των Μοντέλων Markov.<br/>Na χρησιμοποιήσετε Μοντέλα Μarkov για να υπολογίσετε τη συνολική πιθανότητα μιας διαδικασίας.<br/>Να αναλύσετε βιολογικές αλληλουχίες με Μοντέλα Markov.