การจัดเรียง (alignment) อาศัยข้อเท็จจริงว่า living organisms ทั้งหมดเชื่อมโยงกันโดย evolution (วิวัฒนาการ) ใช้ว่า nucleotide (DNA, RNA) และ protein sequences ของ species ที่ใกล้ชิดใน evolution ควรแสดง similarities สูงกว่า
Alignment คือขั้นตอนการจัดเรียง sequences ให้ได้ maximal level of identity ซึ่งก็แสดง degree of similarity ระหว่าง sequences สอง sequences เป็น homologous หากมี common ancestor ร่วมกัน
Degree of similarity จาก sequence alignment ช่วยกำหนด likelihood of homology ระหว่างสอง sequences การจัดเรียงช่วยกำหนด relative positions ของ species ต่างๆ ใน evolution tree เรียกว่า phylogenetic tree
ปัญหา alignment ของ biological sequences กำหนดได้ว่า − กำหนด two หรือ more input biological sequences ระบุ same sequences ที่มี highly conserved subsequences ถ้าจำนวน sequences ที่ต้อง align เป็นสอง เรียกว่า pairwise sequence alignment มิฉะนั้น multiple sequence alignment
Sequences ที่เปรียบเทียบและจัดเรียง อาจเป็น nucleotides (DNA/RNA) หรือ amino acids (proteins) สำหรับ nucleotides สอง symbols align ถ้า identical แต่สำหรับ amino acids สอง symbols align ถ้า identical หรือถ้าหนึ่งสามารถ derive จากอีกตัวโดย substitutions ที่เกิดในธรรมชาติ
มี alignments 2 ประเภท: local alignments vs global alignments 前者 คือ align เฉพาะ regions ของ sequences 后者 ต้องการ alignment ทั่วความยาวทั้งหมดของ sequences
สำหรับ nucleotides หรือ amino acids insertions, deletions, และ substitutions เกิดในธรรมชาติด้วย probabilities ต่าง nhau Substitution matrices กำหนด probabilities ของ substitutions และ probabilities ของ insertions/deletions
มักใช้ gap character "−" แทน positions ที่ไม่ควร align สอง symbols เพื่อคำนวณ quality of alignments scoring scheme มักกำหนด นับ identical/similar symbols เป็น positive scores และ gaps เป็น negative scores Algebraic sum ของ scores ถูกนำเป็น alignment score เป้าหมายคือหา maximal score ระหว่าง possible alignments แต่การหา optimal alignment costly มาก จึงมี heuristic techniques พัฒนาขึ้นเพื่อหา suboptimal alignments
Genome คือ whole set of genes ของ organism เมื่อต้องการ proteins genes ที่สอดคล้องถูก transcribe เป็น RNA RNA เป็น chain ของ nucleotides DNA conducts synthesis ของ RNA molecules หลายตัว แต่ละตัวมี role เฉพาะใน cellular function
