خطوات الاستخدام
الخطوة 1: إدخال تسلسل البروتين الأول (seq1). يجب أن يكون التسلسل مكتوباً بالأحرف اللاتينية الكبيرة (A, C, D, E, F, G, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, Y). يمثل هذا التسلسل البروتين الذي ترغب في مقارنته. كلما كان التسلسل دقيقاً، كانت النتائج أكثر موثوقية. تستخدم الخوارزمية هذا التسلسل كمرجع لحساب المطابقات مع التسلسل الثاني.
الخطوة 2: إدخال تسلسل البروتين الثاني (seq2). بنفس التنسيق السابق، أدخل التسلسل الثاني للمقارنة. عادةً ما يكون هذا التسلسل هو هدف البحث عن التشابه. ستقوم الأداة بمحاذاة التسلسلين معاً باستخدام خوارزمية تشبه BLAST لحساب درجة التشابه.
الخطوة 3: تحديد عقوبة فتح الفجوة (gapOpen). قيمة عددية موجبة (عادةً بين 5 و15). تمثل العقوبة التي تُخصم من درجة المحاذاة عند إدخال فجوة في أحد التسلسلين. الفجوات تحدث بسبب الحذف أو الإدراج في التطور. كلما زادت العقوبة، قلّت احتمالية ظهور الفجوات في المحاذاة، مما يؤدي إلى محاذاة أكثر صرامة. القيم الأقل تسمح بفجوات أكثر، مما قد يكشف عن تشابهات بعيدة.
الخطوة 4: النقر على زر 'احسب'. ستقوم الأداة بتطبيق خوارزمية محاذاة محلية (مثل Smith-Waterman مع تعديلات BLAST) لمقارنة التسلسلين. تقوم الخوارزمية بتحريك نافذة صغيرة عبر التسلسلين للعثور على مناطق ذات تشابه عالٍ، وتستخدم مصفوفة استبدال مثل BLOSUM62 لتقييم التطابقات.
الخطوة 5: قراءة النتائج. ستظهر النتائج: درجة المحاذاة (Score)، نسبة المطابقة (Identity)، طول المحاذاة، عدد الفجوات، وأحياناً قيمة E (Expect Value). قيمة E المنخفضة (<0.05) تشير إلى تشابه ذو دلالة إحصائية. يتم أيضاً عرض المحاذاة النصية مع الرموز التي تظهر التطابق والتشابه.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على BLAST البروتين بخطوات الحل كاملة.
الحل
لتطبيق عملي، افترض أن لدينا تسلسل الهيموغلوبين ألفا (HBA1): 'MVLSPADKTNVKAAWGKVGAHAGEYGAEALERMFLSFPTTKTYFPHF' وتسلسل الهيموغلوبين بيتا (HBB): 'MVHLTPEEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPWTQRFFESF'. أدخل seq1 = 'MVLSPADKTNVKAAWGKVGAHAGEYGAEALERMFLSFPTTKTYFPHF' و seq2 = 'MVHLTPEEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPWTQRFFESF' وقيمة gapOpen = 10. عند حساب المحاذاة، نحصل على درجة محاذاة تبلغ حوالي 120، ونسبة تطابق 48%، وقيمة E منخفضة جداً (10^-15). تفسر النتائج: البروتينان متشابهان وظيفياً ولكنهما يختلفان في بعض الأحماض الأمينية بسبب التطور. الفجوات قليلة (فجوة واحدة) لأن العقوبة مرتفعة نسبياً. المحاذاة تظهر مناطق محفوظة مثل 'GKV' في البداية.
الحل
تسلسل الكولاجين (جزء): 'GPPGPPGPPGP' وتسلسل حرير العنكبوت (جزء): 'GAGAGAGAGAG'. أدخل مع gapOpen = 5. بسبب انخفاض العقوبة، تظهر عدة فجوات لمحاذاة التكرارات. ستكون الدرجة منخفضة (حوالي 25)، نسبة التطابق 40% لكن معظمها تطابقات جزئية. قيمة E تكون كبيرة (>0.05) مما يشير إلى عدم وجود تشابه ذي دلالة إحصائية. هذا يوضح أن البروتينين لا يرتبطان تطورياً رغم احتوائهما على تكرارات الجلايسين. المحاذاة تظهر فجوات كل 3 أحماض أمينية لتتمكن من مطابقة الأنماط.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة BLAST البروتين.
تسلسلان متطابقان تماماً
- التسلسل الاستعلامي
- ACDEFGHIKL
- التسلسل الهدف
- ACDEFGHIKL
- درجة التطابق
- 5
- درجة الاختلاف
- -4
- عقوبة الفجوة
- -8
اختلاف واحد في النهاية
- التسلسل الاستعلامي
- ACDEFGHIKL
- التسلسل الهدف
- ACDEFGHIKA
- درجة التطابق
- 5
- درجة الاختلاف
- -4
- عقوبة الفجوة
- -8
فجوة واحدة في التسلسل الهدف
- التسلسل الاستعلامي
- ACDEFGHIKL
- التسلسل الهدف
- ACDEFGHKL
- درجة التطابق
- 5
- درجة الاختلاف
- -4
- عقوبة الفجوة
- -8