Chapitre 5 • Alignement de séquences
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Si on admet que la séquence 2 a perdu les deux acides aminés N terminaux au cours
de l’évolution, l’alignement devient :
Sequence 1 A G V S I L N Y A -
Sequence 2 - - V S I L Y A K R
* * * *
L’alignement donne : Identité = 4 ; Longueur = 10 ; Id% = 40.
Cela revient à faire glisser la séquence 2
és sur la droite.
de deux acides amin
L’opération autorisée est un coulissement de séquence. On pourrait aussi envisager
un coulissement de trois lettres vers la droite qui donnerait l’alignement suivant :
Sequence 1 A G V S I L N Y A - -
Sequence 2 - - - V S I L Y A K R
* *
Le nouvel alignement donne : Identité = 2 ; Longueur = 11 ; Id% = 18.
Trouver le meilleur alignement par glissement est trivial (informatiquement parlant).
En pratique, l’évolution a pu faire disparaître (délétion) ou apparaître (insertion)
des acides aminés à l’intérieur des séquences. Une délétion dans une séquence
correspond à une insertion dans l’autre (on parle alors d’« indel »). Cela revient à
faire des « trous » (gaps) dans les séquences comme dans l’exemple suivant dans
lequel une délétion dans la séquence 2 est apparue en position 5.
Sequence 1 A G V S I L N Y A - -
Sequence 2 - - V S I L - Y A K R
* * * *
* *
L’alignement donne : Identité = 6 ; Longueur = 11 ; Id% = 55.
À ce stade, la question qui se pose est : « Quel est le meilleur alignement ? » Le
dernier possède le plus fort taux d’identité mais il a fallu pour cela créer un gap
interne (faire l’hypothèse d’un événement évolutif moins probable qu’une simple
substitution). Il est donc logique de pénaliser le score de l’alignement obtenu pour la
création d’indel. On pourrait par exemple diminuer le score de six identités d’une
valeur égale au nombre de gap interne (ici 1), ce qui donnerait 5/11, soit un score = 45
qui reste le meilleur score. À ce stade, on voit bien que le score de la pénalité va
influencer l’alignement final. Si on avait choisi de pénaliser de deux unités chaque
gap interne, le score aurait été 4/11, soit 36, et l’alignement à quatre identités serait
devenu le meilleur. Ainsi, plusieurs systèmes de pénalités pour les gaps ont été
imaginés. Tout d’abord, la suppression d’un segment peut correspondre à un seul
événement évolutif qui concerne la totalité du segment. Ainsi, le système de pénalité
doit prendre en compte la longueur de l’indel (un indel long doit être plus pénalisé
qu’un indel court). Par ailleurs, il a pu se produire plusieurs événements évolutifs
distincts dans une région (même si le nombre total de gaps reste faible) ; mais
l’apparition d’un indel doit être plus pénalisante que le prolongement d’un indel déjà
présent. D’où la pénalité souvent représentée par une fonction affine :
P = x + y L
où x est une pénalité fixe pour la création d’un indel (ouverture de gap) et y L est la
pénalité pour un gap de longueur . Enfin, les événements évolutifs ont tendance à se
L
produire dans les régions externes des protéines, les plus exposées au solvant, les
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Si on admet que la séquence 2 a perdu les deux acides aminés N terminaux au cours
de l’évolution, l’alignement devient :
Sequence 1 A G V S I L N Y A -
Sequence 2 - - V S I L Y A K R
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L’alignement donne : Identité = 4 ; Longueur = 10 ; Id% = 40.
Cela revient à faire glisser la séquence 2
és sur la droite.
de deux acides amin
L’opération autorisée est un coulissement de séquence. On pourrait aussi envisager
un coulissement de trois lettres vers la droite qui donnerait l’alignement suivant :
Sequence 1 A G V S I L N Y A - -
Sequence 2 - - - V S I L Y A K R
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Le nouvel alignement donne : Identité = 2 ; Longueur = 11 ; Id% = 18.
Trouver le meilleur alignement par glissement est trivial (informatiquement parlant).
En pratique, l’évolution a pu faire disparaître (délétion) ou apparaître (insertion)
des acides aminés à l’intérieur des séquences. Une délétion dans une séquence
correspond à une insertion dans l’autre (on parle alors d’« indel »). Cela revient à
faire des « trous » (gaps) dans les séquences comme dans l’exemple suivant dans
lequel une délétion dans la séquence 2 est apparue en position 5.
Sequence 1 A G V S I L N Y A - -
Sequence 2 - - V S I L - Y A K R
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L’alignement donne : Identité = 6 ; Longueur = 11 ; Id% = 55.
À ce stade, la question qui se pose est : « Quel est le meilleur alignement ? » Le
dernier possède le plus fort taux d’identité mais il a fallu pour cela créer un gap
interne (faire l’hypothèse d’un événement évolutif moins probable qu’une simple
substitution). Il est donc logique de pénaliser le score de l’alignement obtenu pour la
création d’indel. On pourrait par exemple diminuer le score de six identités d’une
valeur égale au nombre de gap interne (ici 1), ce qui donnerait 5/11, soit un score = 45
qui reste le meilleur score. À ce stade, on voit bien que le score de la pénalité va
influencer l’alignement final. Si on avait choisi de pénaliser de deux unités chaque
gap interne, le score aurait été 4/11, soit 36, et l’alignement à quatre identités serait
devenu le meilleur. Ainsi, plusieurs systèmes de pénalités pour les gaps ont été
imaginés. Tout d’abord, la suppression d’un segment peut correspondre à un seul
événement évolutif qui concerne la totalité du segment. Ainsi, le système de pénalité
doit prendre en compte la longueur de l’indel (un indel long doit être plus pénalisé
qu’un indel court). Par ailleurs, il a pu se produire plusieurs événements évolutifs
distincts dans une région (même si le nombre total de gaps reste faible) ; mais
l’apparition d’un indel doit être plus pénalisante que le prolongement d’un indel déjà
présent. D’où la pénalité souvent représentée par une fonction affine :
P = x + y L
où x est une pénalité fixe pour la création d’un indel (ouverture de gap) et y L est la
pénalité pour un gap de longueur . Enfin, les événements évolutifs ont tendance à se
L
produire dans les régions externes des protéines, les plus exposées au solvant, les