Bioinformatique : Alignement de Séquences et Programmation Dynamique

Fiches de vocabulaire synthétisant les concepts clés de l'alignement de séquences biologiques (Match, Mismatch, Gap), les types d'alignement (global vs local), l'algorithme de Needleman-Wunsch et les éléments statistiques associés.

Match (Identité)

Correspondance identique exacte entre deux nucléotides ou résidus alignés dans une séquence biologique, à laquelle est attribuée une valeur positive (par exemple $+1$).

Mismatch (Substitution)

Discordance ou substitution observée entre deux positions alignées de séquences différentes, généralement sanctionnée par une pénalité (par exemple $-1$).

Gap (Indel)

Espace ou tiret inséré dans une séquence lors de l'alignement représentant un événement évolutif d'insertion ou de délétion (indel), associé à un coût de pénalité (par exemple $-2$).

Score d'alignement

Valeur globale calculée selon la formule $\text{Score} = \sum M + \sum MM + \sum \text{gap}$, dont l'affectation des valeurs varie en fonction du logiciel employé.

Alignement Global

Méthode d'alignement comparant les séquences sur toute leur longueur d'une extrémité à l'autre, généralement utilisée pour l'analyse phylogénétique optimale.

Alignement Local

Méthode d'alignement isolant la sous-région des séquences qui produit le meilleur score possible, principalement utilisée en taxonomie, pour la recherche de mutations et l'analyse 3D.

Algorithme de Needleman-Wunsch (Needleman's)

Algorithme basé sur la programmation dynamique permettant d'obtenir l'alignement global optimal à l'aide d'une matrice de score et d'un chemin de retour.

Matrice de scoring (Scoring matrix)

Grille initialisée lors de la première étape de la programmation dynamique à partir de $0$ sur la première case, puis décrémentée par pas de gap le long des bordures (par exemple $0, -2, -4, -6, -8$).

Chemin de retour

Trajet (ou backtracking) tracé à partir de la dernière cellule de la matrice de programmation dynamique jusqu'à l'origine pour reconstruire l'alignement optimal.

Densité ($dx$)

Grandeur statistique calculée pour des données continues regroupées en classes d'intervalles (tels que des relevés de pluviosité en mm ou de dimensions morphologiques).