Sequenzanalyse

Sequenzanalyse bezeichnet die systematische Untersuchung von Sequenzen, um Struktur, Funktion und Entwicklung der Sequenzen zu verstehen. Der Begriff wird in verschiedenen Fachbereichen verwendet, insbesondere in der Biologie, der Linguistik und der Signalverarbeitung.

In der Biologie bzw. Bioinformatik befasst sie sich mit genetischem Material wie DNA, RNA und Proteinen. Typische Ziele sind das Auffinden von Genen, regulatorischen Elementen, das Verständnis evolutionärer Beziehungen und die Annotation von Genomen. Typische Methoden sind Sequenzvergleich und Ausrichtung (Paar- und Mehrfachausrichtung), Motivanalyse, phylogenetische Analysen und funktionale Annotation. Outputs umfassen Alignments, Motive, Stammbäume und funktionale Hinweise. Datenquellen sind Sequenzdatenbanken und Hochdurchsatz-Sequenzierung.

In der Linguistik bzw. Textanalyse betrachtet Sequenzanalyse Sequenzen von Phonemen, Morphemen, Wörtern oder Zeichen, um Muster, Grammatik oder Stil zu erfassen. Typische Methoden umfassen n-gram-Analysen, Frequenz- und Kollokationsanalysen, Parsing und Stilometrie. Outputs: Häufigkeitsverteilungen, Signifikanztests, Musterverläufe.

In der Signalverarbeitung behandelt Sequenzanalyse diskrete oder kontinuierliche Signale als Sequenzen. Verfahren umfassen spektrale Analysen, Autokorrelation, Fourier- oder Wavelettransformationen sowie Muster- und Anomalieerkennung.

Herausforderungen betreffen Datenqualität, Modellannahmen, Skalierung auf große Datensätze, statistische Signifikanz und Interpretationsspielraum, sowie Interoperabilität von Formaten und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse.