Entonces, años y años después, creo que me he encontrado con una idea creíble de por qué las alineaciones y las matrices de sustitución no se cierran juntas de la manera que he sugerido anteriormente.
Cuando escribí esta pregunta, fue en un momento en que no apreciaba mucho los métodos numéricos. Creo que este es un caso en el que realmente no podemos resolver este sistema, pero podemos acercarnos iterativamente hasta que alcancemos un nivel de error aceptable (algún valor de épsilon que representa una desviación del verdadero conjunto de parámetros).
Este tipo de problema existe en otros procesos de biología computacional, como las llamadas de base, en las que la precisión de una persona que llama se calcula con respecto a un conjunto de llamadas examinadas por expertos aceptadas.
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Para responder a mi propia pregunta: no se hace de esta manera porque no se debe hacer de esta manera.
Para abrir esto al piso: muéstrame un contraejemplo, ¡me interesaría mucho leerlo!