АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Clustal

Clustal (англ. Cluster alignment) — одна из самых широко используемых компьютерных программ для множественного выравнивания нуклеотидных и аминокислотных последовательностей[1].

Clustal использует метод попарного прогрессивного выравнивания.

Программа представлена в трех версиях:

  • ClustalW — с интерфейсом командной строки[2].
  • ClustalX — с графическим интерфейсом[3].
  • Clustal Omega — более современная версия программы, позволяющая выравнивать сотни последовательностей в течение нескольких часов и являющаяся одной из наиболее эффективных программ для множественного выравнивания по данным тестов производительности[4]. В этой разновидности используется только интерфейс командной строки.

Несмотря на то что ClustalW и ClustalX не были первыми инструментами для множественного выравнивания, они получили широкое распространение благодаря своей широкой доступности для персональных компьютеров и интуитивно понятному пользовательскому интерфейсу.

Clustal Omega

Все современные версии Clustal базируются на Clustal Omega (ClustalΩ). Clustal Omega предоставила новую систему оценки нуклеотидных последовательностей: сначала программа выравнивает наиболее схожие последовательности, постепенно переходя к наименее схожим, тем самым создавая глобальное выравнивание. Для проведения глобального выравнивания в этой программе необходимо иметь минимум три последовательности, для парного выравнивания можно использовать EMBOSS или LALIGN[5].

Алгоритм

Сначала ClustalΩ рассчитывает приблизительную матрицу расстояний одним из двух методов:

  • быстрый метод, который считает совпадение пар аминокислотных остатков или коротких нуклеотидных фрагментов (2-4 основания);
  • классический алгоритм попарного выравнивания последовательностей с аффинными штрафами за пропуски.

Затем методом присоединения соседей строится направляющее дерево, на котором и будет построена глобальная сеть выравниваний. Дерево укореняется методом средней точки (mid-point)[6].

Хотя другие программы для множественного выравнивания, основанные на методе согласованности (Probcons, T-Coffee, Probalign и MAFFT), превосходят по точности Clustal Omega, они используют больше оперативной памяти и медленнее чем Clustal[7].

Clustal 2 (ClustalW/ ClustalX)

ClustalX — это версия ClustalW с графическим интерфейсом. В данном обновлении не было новых функций, однако были обновлены и улучшены старые версии, описанные выше.

ClustalX используется для следующих функций[8]:

  • выполнить множественное выравнивание последовательностей;
  • посмотреть на результаты выравнивания;
  • внести правки, если это необходимо.

ClustalX, как и ClustalW, скомпилирована для загрузки на всех операционных системах: Linux, Mac OS X, Windows (как XP, так и Vista). Предыдущие версии по-прежнему доступны для загрузки на сайте.

Общие сведения
Clustal Omega
Тип Биоинформатика
Автор Desmond G. Higgins[d]
Разработчики Des Higgins, Fabian Sievers, David Dineen и Andreas Wilm (Conway Institute, UCD)
Написана на C++
Операционные системы UNIX, Linux, Mac, Windows
Последняя версия 1.2.2 (1.07.2016)
Лицензия GNU GPL 2
Сайт clustal.org/omega/
ClustalW/ClustalX
Тип Биоинформатика
Автор Desmond G. Higgins[d]
Разработчики Gibson T. (EMBL), Thompson J. (CNRS), Higgins D. (UCD)
Написана на C++
Операционные системы UNIX, Linux, Mac, Windows
Последняя версия 2.1 (17.11.2010)
Лицензия GNU GPL 2
Сайт clustal.org

Примечания

  1. ↑ Frédéric Dardel, François Képès. Bioinformatics: Genomics and Post-Genomics. Wiley. 2006. p.54
  2. ↑ Larkin M.A., Blackshields G., Brown N.P., Chenna R., McGettigan P.A., McWilliam H., Valentin F., Wallace I.M., Wilm A., Lopez R., Thompson J.D., Gibson T.J., Higgins D.G. ClustalW and ClustalX version 2 (неопр.) // Bioinformatics. — 2007. — Т. 23, № 21. — С. 2947—2948. — doi:10.1093/bioinformatics/btm404. — PMID 17846036.
  3. ↑ Thompson J.D., Gibson T.J., Plewniak F., Jeanmougin F., Higgins D.G. The CLUSTAL_X windows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools (англ.) // Nucleic Acids Research : journal. — 1997. — Vol. 25, no. 24. — P. 4876—4882. — doi:10.1093/nar/25.24.4876. — PMID 9396791. — PMC 147148.
  4. ↑ Sievers F., Wilm A., Dineen D.G., Gibson T.J., Karplus K., Li W., Lopez R., McWilliam H., Remmert M., Söding J., Thompson J.D., Higgins D.G. Fast, scalable generation of high-quality protein multiple sequence alignments using Clustal Omega (англ.) // Mol Syst Biol 7 : journal. — 2011. — Vol. 7, no. 539. — doi:10.1038/msb.2011.75.
  5. ↑ LALIGN. Дата обращения: 7 июня 2021. Архивировано 24 мая 2021 года.
  6. ↑ Григорий Мавропуло-Столяренко, Александр Тулуб, Василий Стефанов. Биоинформатика. Учебник для академического бакалавриата. — Litres, 2021-04-01. — 253 с. — ISBN 978-5-04-028650-8. Архивная копия от 7 июня 2021 на Wayback Machine
  7. ↑ Fabiano Sviatopolk-Mirsky Pais, Patrícia de Cássia Ruy, Guilherme Oliveira, Roney Santos Coimbra. Assessing the efficiency of multiple sequence alignment programs // Algorithms for Molecular Biology : AMB. — 2014-03-06. — Т. 9. — С. 4. — ISSN 1748-7188. — doi:10.1186/1748-7188-9-4. Архивировано 20 мая 2014 года.
  8. ↑ Clustal X (амер. англ.). Evolution and Genomics. Дата обращения: 6 июня 2021. Архивировано 7 июня 2021 года.

Ссылки

Категории