Кіріспе

Максималды бірегей сәйкестік немесе қысқаша MUM - бұл есептеу биологиясындағы геномдардың бірнеше тізбекті сәйкестендіруіндегі негізгі қадамның бөлігі. MUM және басқа да ықтимал зәкірлерді анықтау MUMmer сияқты үлкен сәйкестендіру жүйелерінде алғашқы қадам болып табылады. Анкерлер - екі геномның арасындағы өте ұқсас жерлер. МУМ дегенді түсіну үшін әр сөзді жеке-жеке бөліп қарастыру керек. Сәйкестіктің мәні - екі тізбекте де субтерминнің кездесетінін білдіреді. Бірегей дегеніміз - әр тізбекте бір ғана рет кездесетін субтізбе. Соңында, максималды субсерықтың екі алдыңғы талапты да орындайтын басқа үлкен тізбектің бөлігі емес екенін айтады. Бұл идеяның негізі - әр геномда бір рет ғана кездесетін және дәл сәйкес келетін ұзын тізбектер, әрине, жаһандық сәйкестіктің бөлігі болып табылады.

Алгоритм

Екі өте ұзын геномдық тізбектердегі МУМ-тар жиынтығын анықтау есептеу тұрғысынан қарапайым емес. Бірнеше рет ретке келтіруде MUM-терді анықтауға бірнеше алгоритмдік тәсілдер бар. Ең қарапайым және баяу әдіс - бұл брут-форс әдісі, онда А геномдағы әрбір i индексі және В геномдағы әрбір j индексі үшін А[i n] және Б[j m]-дің ең ұзын ортақ префиксін (P) есептейсіз. Бұдан кейін P ұзындығы кем дегенде d-ге тең екеніне кепілдік беру керек, мұнда d - ең төменгі МУМ өлшемі. Соңында, екі геномда да P бірегей екеніне көз жеткізіңіз. Осылайша, күшті күш әдісінің күрделілігі O ((mn) болып табылады. Шын мәнінде, MUM-тер A және B үшін жалпыландырылған жұрнақ ағашын құру арқылы анықталса да, барлық ішкі түйіндер үшін әр геномдық реттіліктен дәл бір баламен тізім жасалады. Бұл түйіндердің әрқайсысы үшін (((Біз A геномынан i және B геномынан j деп балаларды анықтаймыз)) A[i 1] ≠ B[j 1] екенін тексеріп, бұл жағдай орындалған жағдайда бұл MUM екенін білеміз. Бұл жағдайда күрделілік O ((m+n) -ге дейін азаяды. Төмендегі суретте бастапқы S және T және 1 a d тізбегі берілген MUM-тар G және TA болуы керек. Қызыл жапырақ - бұл жапырақ S сабынан, ал көк жапырақ - T сабынан шыққандығын білдіреді. A-дағы ішкі түйін алынып тасталды, өйткені екі A-дан бұрын келетін таңба бірдей (T), бұл тізбектердің үлкен бірегей тізбекке жататын жағдайы. C-дегі ішкі түйінді тастап тастайды, өйткені оның S-ден екі баласы бар. Бұл бізге G және TA-ның MUM-тары қалдырады.

Максималды дәл сәйкестік (MEM)

MUM - бұл ең үлкен дәл сәйкестіктер немесе MEMS деп аталатын үлкен жиынның кіші жиынтығы. МЭМ-де МУМ-дың бірегейлік шарты жеңілдетіледі. МЭМ-тер жергілікті сәйкестендіруге ұқсас, бірақ бұл жағдайда тек бос орындар жоқ реттілікті анықтайды.