MULTIPLE  SEQUENCE ALIGNMENT

Name – Swati KumariM.Sc. BioinformaticsRoll No – 22Central University of Bihar, Patna

CONTENTS

Introduction Goal of MSA General Considerations for MSA Steps of MSA Diagrammatic representation of steps of 

MSA Applications of MSA Software for MSA References

INTRODUCTION

A Multiple Sequence Alignment (MSA) is alignment of biological sequences to find the similarity or dissimilarity between sequences, where the number of sequences are more than two.

One of most essential tools in molecular biology applied for both amino acids and nucleotides (DNA,RNA).

Goal of MSA

 To find the Similarities based on Nucleotide or Amino Acid.

To find the Functional similarities.  To find the Structural similarities. To find the Evolutionary relationship.

General Considerations for MSA

The more number of sequences to align gives the better result.

Only 40%  of similarities between two amino acid sequences shows they are close in structure.

Sub­group of  n number of sequences should be pre­aligned separately, and one member of each sub­group should be included in the final multiple alignment. 

Steps of MSA

Compare all sequences pairwise. Perform cluster analysis on the pairwise data to 

generate a hierarchy for alignment. This may be in the form of a binary tree.

Build the multiple alignment by first aligning the most similar pair of sequences, then the next most similar pair and so on.

diagrammatic representation of steps of MSA

Applications of MSA

Identify new protein or gene families. Determining the relation between the aligned 

protein. Development of a genetic representation of 

protein family. In practical analysis ­

Mutant analysis Identify conserved primer binding site.

Designing experiment to test and modify the function of the aligned sequences –

Identify amino acids crucial for function. Locating non­ conserved region / useful or tag 

insertion. Designing degenerate primer for  Polymerase 

Chain Reaction (PCR).

Software for MSA

Clustal­W (Command Line Version) ­  the famous multiple alignment program for 

nucleic acid and protein sequences. Clustal­X (Graphical Line Version) – 

provides a window­based user interface to the Clustal­W multiple alignment program.

MUSCLE  (multiple sequence comparison by log­expectation) – more accurate than T­Coffee, faster than 

Clustal­W.

T­Coffee (Tree­ based Consistency Objective Function For alignment Evolution)  Main characteristics is allow to combine result 

obtained with several alignment method. Kalign ­

It is very fast MSA tool that concentrates on local region suitable for large alignment. 

References

http://www.bioinformatics.org/wiki/Multiple_sequence_alignment

http://en.wikipedia.org/wiki/Multiple_sequence_alignment

www.clustal.org/ http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/ Class lecture

THANK YOU