要比较氨基酸或核酸的相似性，则需要借助替换记分矩阵。

替换记分矩阵一般分为1）DNA 替换记分矩阵；2）蛋白质替换记分矩阵。

DNA 替换记分矩阵

等价矩阵

unitary matrix，最简单的记分矩阵。其中，相同核苷酸的匹配得分为1，不同为0。由于不含有碱基理化性质和不区别对待的替换，较少使用。

转换-颠换矩阵

transition-transversion matrix，核酸的碱基按照环结构划分两类：嘌呤（腺嘌呤A、鸟嘌呤G），有两个环；与嘧啶（胞嘧啶C、胸腺嘧啶T），只有一个环。如果环数发生变化，则称为颠换（嘌呤<->嘧啶），得-5分；如果环数不变，（C<->T，A<->G），称为转换，得-1分。而一般在进化过程中，转换发生的频率比颠换高。而相同碱基，得1分。

BLAST矩阵

最早应用于BLAST 软件，得名。

经过大量比对后总结出的矩阵：相同核酸为+5，不同为-4。这个矩阵被广泛使用。

蛋白质替换记分矩阵

等价矩阵

同DNA 等价矩阵。一般也不选用。

PAM矩阵（Dayhoff突变数据矩阵）

PAM矩阵基于进化原理。如果两种氨基酸替换频繁，说明自然界容易接受这种替换，那么这对氨基酸替换得分就高。

PAM矩阵是目前蛋白质序列比较中最广泛使用的记分方法之一，基础的PAM-1 矩阵反应的是进化产生的每一百个氨基酸平均发生一个突变的量值（统计方法得到）。

PAM-1 自乘n次，可以得到PAM-n，即发生了多次突变。

BLOSUM矩阵（blocks substitution matrix）

BLOSUM 矩阵都是通过对大量符合特定要求的序列计算而来。

氨基酸替换记分矩阵选择

一般根据以下内容

但也并不是所有的PAM 数据库都有，比如PAM-246就没有现成的，只有PAM-250。

PAM后面的数体现的是差异度，但不是直接等于差异度。
BLOSUM后面的数体现的是相似度，并且直接等于相似度。

ps： 要是听不懂替换记分矩阵，用BLOSUM-62就完事了。

其他两个蛋白质替换记分矩阵

遗传密码矩阵

genetic code matrix, GCM

疏水矩阵

根据氨基酸残基替换前后疏水性的变化而得到的得分矩阵。若一次氨基酸替换疏水特性不发生明显变化，则这种替换得分高，否则得分低。

该矩阵物理意义明确，有一定意义，适用于偏重蛋白质功能方面的序列比对。

例子

• 再回到先前氨基酸序列相似度的问题。

可以通过BLOSUM-62 记分矩阵求解

• 其中可以看到，有1个相似（正值），一个不相似。

因此相似度为（1+2）/ 4 = 75%

但新的问题又来了，知道了如何比较两个长度相同的序列，那么如何比较不同长度的序列，并求出它们的一致度与相似度呢？