Needleman-Wunsch-Algorithmus

Der Needleman-Wunsch-Algorithmus ist ein Optimierungsalgorithmus aus der Bioinformatik. Dort wird er zum Vergleich zweier Nukleotid- bzw. Aminosäuresequenzen eingesetzt. Er berechnet anhand eines Modells den optimalen globalen Similarity-Score bzw. mit Hilfe von Backtracking ein oder mehrere optimale globale Alignments zwischen zwei Sequenzen. Der Similarity-Score ist ein Maß für die Ähnlichkeit zweier Sequenzen; je höher der Score, umso ähnlicher sind die Sequenzen unter dem angewendeten Scoring-Modell. Der Algorithmus optimiert den Score des Alignments. Dabei ist ein Alignment eine Folge von Editierschritten, um die erste Sequenz in die zweite zu überführen. Für zwei nichttriviale Sequenzen gibt es viele Alignments – ein optimales Alignment hat einen maximalen Similarity-Score. Der Algorithmus verwendet die Methode der dynamischen Programmierung und erlaubt beliebige Scoring-Modelle (d. h. die Verwendung allgemeiner Gap-Kosten) für die Editierschritte.