วิธีการ เส้นโค้ง Z (หรือเส้นโค้ง Z ) เป็น อัลกอริทึม ทางชีวสารสนเทศสำหรับการวิเคราะห์จีโนม เส้นโค้ง Z เป็นเส้นโค้งสามมิติที่แสดงถึง ลำดับ DNA ที่ไม่ซ้ำกัน กล่าวคือ สำหรับเส้นโค้ง Z และ ลำดับ DNA ที่กำหนด แต่ละอย่างสามารถสร้างขึ้นใหม่จากกันและกันได้อย่างไม่ซ้ำกัน [ ^{1 ] เส้น} โค้งที่ได้มีรูปร่างเป็นซิกแซก จึงได้ชื่อว่าเส้นโค้ง Z

วิธีการเส้นโค้ง Z ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกในปี 1994 เพื่อเป็นวิธีในการสร้างแผนที่ลำดับ DNA หรือ RNA ด้วยภาพ คุณสมบัติที่แตกต่างกันของเส้นโค้ง Z เช่น ความสมมาตรและความเป็นคาบ สามารถให้ข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับลำดับ DNA ได้^{[ 2 ]}เส้นโค้ง Z ถูกสร้างขึ้นจากชุดของโหนด P , P ,...P โดยมีพิกัด x , y และ z (n=0,1,2...N โดยที่ N คือความยาวของลำดับ DNA) เส้นโค้ง Z ถูกสร้างขึ้นโดยการเชื่อมต่อแต่ละโหนดตามลำดับ^{[ 3 ]}

${\displaystyle x_{n}=(A_{n}+G_{n})-(C_{n}+T_{n})}$

${\displaystyle y_{n}=(A_{n}+C_{n})-(G_{n}+T_{n})}$

${\displaystyle z_{n}=(A_{n}+T_{n})-(C_{n}+G_{n})}$

${\displaystyle n=0,1,2,...N}$

ข้อมูลเกี่ยวกับการกระจายตัวของนิวคลีโอไทด์ในลำดับดีเอ็นเอสามารถกำหนดได้จากเส้นโค้ง Z นิวคลีโอไทด์ ทั้งสี่ ชนิดถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นหกประเภทที่แตกต่างกัน นิวคลีโอไทด์จะถูกจัดไว้ในแต่ละประเภทตามลักษณะเฉพาะบางประการ และแต่ละประเภทจะถูกกำหนดด้วยตัวอักษร^{[ 4 ]}

ส่วนประกอบ x, y และ z ของเส้นโค้ง Z แสดงการกระจายตัวของฐานแต่ละประเภทเหล่านี้สำหรับลำดับ DNA ที่กำลังศึกษา ส่วนประกอบ x แสดงถึงการกระจายตัวของ ฐาน พิวรีนและไพริมิดีน (R/Y) ส่วนประกอบ y แสดงการกระจายตัวของฐานอะมิโนและคีโต (M/K) และส่วนประกอบ z แสดงการกระจายตัวของ ฐานที่ มีพันธะไฮโดรเจน ที่แข็งแรง และพันธะไฮโดรเจนที่อ่อนแอ (S/W) ในลำดับ DNA ^{[ 5 ]}

วิธีการ Z-curve ถูกนำมาใช้ในงานวิจัย จีโนมหลายด้านเช่นการระบุตำแหน่งต้นกำเนิดการจำลองแบบ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}การทำนายยีนแบบ ab initio [ ^{10 ]}การระบุไอโซ คอร์ ^{[ 11 ]}การระบุเกาะจีโนม^{[ 12 ]} และจีโนมิกส์เชิงเปรียบเทียบ [ ^{13 ] นอกจาก}นี้ การวิเคราะห์ Z-curve ยังแสดงให้เห็นว่าสามารถทำนายได้ว่ายีนนั้นมีอินทรอนหรือ^{ไม่[ 14 ]}

การทดลองแสดงให้เห็นว่าเส้นโค้ง Z สามารถใช้ระบุจุดเริ่มต้นของการจำลองแบบในสิ่งมีชีวิตต่างๆ ได้ การศึกษาหนึ่งวิเคราะห์เส้นโค้ง Z สำหรับอาร์เคีย หลายสายพันธุ์ และพบว่า oriC อยู่ที่จุดสูงสุดบนเส้นโค้งตามด้วยฐานที่กว้าง บริเวณนี้อุดมไปด้วยเบส AT และมีการทำซ้ำหลายครั้ง ซึ่งเป็นไปตามที่คาดไว้สำหรับตำแหน่งจุดเริ่มต้นของการจำลองแบบ^{[ 15 ]}การศึกษานี้และการศึกษาอื่นๆ ที่คล้ายกันถูกนำมาใช้เพื่อสร้างโปรแกรมที่สามารถทำนายจุดเริ่มต้นของการจำลองแบบโดยใช้เส้นโค้ง Z

เส้นโค้ง Z ยังถูกนำมาใช้ในการทดลองเพื่อกำหนด ความสัมพันธ์ ทางวิวัฒนาการในการศึกษาหนึ่ง ไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ในประเทศจีนได้รับการวิเคราะห์โดยใช้การวิเคราะห์ลำดับและการใช้วิธีเส้นโค้ง Z เพื่อกำหนดความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการกับไวรัสโคโรนาสายพันธุ์อื่น ๆ พบว่าความคล้ายคลึงและความแตกต่างในสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องสามารถกำหนดได้อย่างรวดเร็วโดยการตรวจสอบเส้นโค้ง Z ด้วยสายตา มีการสร้างอัลกอริทึมเพื่อระบุจุดศูนย์กลางทางเรขาคณิตและแนวโน้มอื่น ๆ ในเส้นโค้ง Z ของไวรัสโคโรนา 24 สายพันธุ์ ข้อมูลดังกล่าวถูกนำมาใช้เพื่อสร้างแผนภูมิวิวัฒนาการ ผลลัพธ์ตรงกับแผนภูมิที่สร้างขึ้นโดยใช้การวิเคราะห์ลำดับ วิธีการเส้นโค้ง Z พิสูจน์แล้วว่าเหนือกว่า เนื่องจากในขณะที่การวิเคราะห์ลำดับสร้างแผนภูมิวิวัฒนาการโดยอาศัยลำดับการเข้ารหัสในจีโนมเท่านั้น วิธีการเส้นโค้ง Z วิเคราะห์จีโนมทั้งหมด^{[ 16 ]}

• ฐานข้อมูลเส้นโค้ง Z
• "Ori-Finder"ศูนย์ชีวสารสนเทศศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทียนจิน (TUBIC)—โปรแกรมบนเว็บที่ใช้งานได้ฟรี สำหรับทำนาย "จุดเริ่มต้นของการจำลองแบบ" โดยใช้เส้นโค้ง Z
• ENCODE threads explorer การเชื่อมต่อสามมิติทั่วทั้งจีโนม วารสาร Nature
• เส้นโค้ง Z
• บทนำเกี่ยวกับเส้นโค้ง Z http://tubec.tju.edu.cn/zcurve/introduce.php
• ระบุตำแหน่งเริ่มต้นของยีนโดยใช้เส้นโค้ง Z http://tubec.tju.edu.cn/GS-Finder/