|
|
Číslicové zpracování mitochondriálních genomů
Sonnenschein, Jiří ; Vítek, Martin (oponent) ; Škutková, Helena (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je vyzkoušet nový a výpočetně méně náročný způsob klasifikace mitochondriálních sekvencí, při kterém je využito převodu symbolické sekvence do numerického zápisu. Úvodní část je věnována popisu nukleových kyselin a mitochondrií. Navazující část se zaměřuje na možnosti numerického vyjádření zápisu biologických sekvencí beze ztráty původní biologické informace. Jsou popsány možnosti fázové a frekvenční analýzy genomických signálů. Je uveden princip shlukové analýzy a metody konstrukce dendrogramu. V praktické části je provedena analýza mitochondriálních genomů, u kterých je vypočtena jejich rozbalená a kumulovaná fáze. Pomocí shlukové analýzy jsou porovnány mitochondriální sekvence a sestrojen dendrogram.
|
|
|
Biological sequence classification utilizing lossless data compression algorithms
Kruml, Ondřej ; Provazník, Ivo (oponent) ; Škutková, Helena (vedoucí práce)
This master thesis is developing the idea of using lossless compression algorithms as a mean of classification of biological sequences. At first an overview of lossless data compression algorithms is presented, based on which the dictionary algorithm created by A. Lempel and J. Ziv in 1976 (LZ77) has been selected. This algorithm, that commonly serves for data compression, has been modified in order to enable the classification of biological sequences. Further modifications have been introduced to enhance the classification capabilities of the algorithm. Several datasets of biological sequences have been collected enabling a correct assessment of the LZ algorithm capability. The algorithm was compared to the classical alignment based methods: Jukes-Cantor, Tamura and Kimura. It has been proven that the algorithm has comparable results in the field of classification of biological sequences and even surpasses the alignment methods in 20% of the datasets. Best results are especially achieved with distant sequences.
|
|
|
Methods for fast sequence comparison and identification in metagenomic data
Kupková, Kristýna ; Škutková, Helena (oponent) ; Sedlář, Karel (vedoucí práce)
The objective of this thesis is to create a method for identification of organisms in metagenomic data. Until this point methods based on sequence alignment with reference database have been sufficient for this purpose. However, the volume of data grows rapidly with evolvement of sequencing techniques and the alignment-based methods became inconvenient due to computationally demanding alignment. A new technique is introduced in this master’s thesis, which allows alignment-free metagenomic data classification. The method is based on transformation of sequences to genomic signals in form of phase representation, from which feature vectors are extracted. These features are three Hjorth descriptors, which are then subjected expectation maximization for Gaussian mixture model method allowing reliable binning of metagenomic data.
|
|
|
Metody detekce selekce v DNA sekvencích
Procházka, Ondřej ; Maděránková, Denisa (oponent) ; Škutková, Helena (vedoucí práce)
Tématem diplomové práce jsou metody detekce selekce v DNA sekvencích. V úvodu se popíše molekulární evoluce. Uvedeme, čím je způsobena a jak se projevuje. Dále budou popsány genové mutace a mechanismy šíření a fixace. Rozebereme si podrobně selekci a obecné matematické vztahy pro selekční tlak. Definujeme pozitivní, negativní a neutrální selekci. Práce se zaměří na výpočetní metody evolučních vzdáleností synonymních a nesynonymních substitucí. Budou popsány tři metody pro výpočet selekčního tlaku – Nei-Gojobori, Li-Wu-Luo a Comeron. Popíšeme veškeré modely matematickými vztahy. Pro statistické vyhodnocení jednotlivých selekcí budou zavedeny statistické testy – využívat se bude z-test. V praktické části budou informace o vytvořeném softwaru, který ze sekvencí z veřejných databází ve formátu GenBank vypočítá selekční tlak a zobrazí oblasti selekce na základě statistického testu. Program bude využit na dva datové sety dvou různých genových kódů. Jejich výsledky budou porovnávány. Zhodnotíme všechny tři metody výpočtu selekčního tlaku a vlivu vstupních parametrů.
|
|
|
Numerické metody pro klasifikaci metagenomických dat
Vaněčková, Tereza ; Sedlář, Karel (oponent) ; Škutková, Helena (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá metagenomikou a výpočetními metodami využívanými pro zpracování metagenomu. Literární rešerše metod nevyžadujících zarovnání ukázala, že metody založené na studiu taxonomicky specifických četností nukleotidových slov se jeví jako vhodný a dostatečně účinný nástroj pro zpracování metagenomických čtení sekvenačních technologií nové generace. Pro vyhodnocení potenciálu těchto metod byly testovány vybrané příznaky založené na studiu četností nukleotidových slov na sadě simulovaných metagenomických čtení. Analýza byla provedena pro různou délku slov a vyhodnocena s ohledem na úspěšnost klasifikace pomocí hierarchického shlukování v originálním datovém prostoru a K-means shlukování v redukovaném datovém prostoru.
|
|
|
Využití molekulárně-genetických metod při výzkumu kolorektálního karcinomu
Janáková, Tereza ; Škutková, Helena (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je analýza mutací v genech KRAS, BRAF a PIK3CA. Úvodní část je věnována kolorektálnímu karcinomu obecně. Následující části se zabývají úvodem do genetiky zhoubného bujení, popisem genů, které hrají u kolorektálního karcinomu důležitou roli (KRAS, BRAF a PIK3CA), molekulárně-genetickými metodami, které jsou v genetice hojně využívány (PCR), a metodami detekce mutací. Následně byl navržen způsob detekce mutací, jenž spočíval především ve využití PCR a komerčních kitů. Navazující kapitola "Výsledky analýzy mutací" obsahuje podrobné grafické znázornění výskytu mutací. Frekvence mutací byly porovnány s publikovanými údaji a s údaji laboratoře v Plzni a v Praze. V závěru práce jsou shrnuty výsledky analýzy mutací a možný přínos do budoucna.
|
|
|
Distanční metody konstrukce fylogenetických stromů
Šudák, Vítězslav ; Provazník, Ivo (oponent) ; Škutková, Helena (vedoucí práce)
Bakalářská práce „Distanční metody konstrukce fylogenetických stromů“ shrnuje poznatky o metodách zpracování zarovnaných nukleotidových nebo aminokyselinových sekvencí pro použí v některém použitých modelů výpočtu evoluční distance těchto sekvencí. Následně pomocí popsaných metod algoritmů shrnuje poznatky o konstrukci fylogenetických stromů z matic evolučních distancích a jejich porovnání. Cílem práce je jednak literární rešerše popisující tyto metody, jejich princip, práce se sekvencemi a také fungující skript v prostředí programu MatLab, který by tyto modely aplikoval na realné sekvence stažené z genetických bank ve formátu FASTA. Následné skripty pro konstrukci a porovnávání metod pro konstrukci fylogenetických stromů.
|
|
|
Vyhodnocení příbuznosti organismů pomocí číslicového zpracování genomických dat
Škutková, Helena ; Tkacz, Ewaryst (oponent) ; Schwarz,, Daniel (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Tato dizertační práce se zabývá alternativními přístupy k analýze genetické informace organismů. V teoretické části práce jsou představeny dva odlišné přístupy vyhodnocení příbuznosti organismů na základě podobnosti jejich genetické informace obsažené v sekvenci DNA. Jedním z nich je dnes standardizovaný postup fylogenetické analýzy znakového zápisu sekvencí DNA. Přestože je tento postup poměrně výpočetně náročný kvůli potřebě mnohonásobného zarovnání DNA sekvencí, umožňuje stanovit podobnost jak globálně celých sekvencí DNA, tak lokalizovat jen konkrétní homologie v nich. Druhým přístupem jsou alternativní techniky klasifikace sekvencí DNA ve formě numerického vektoru reprezentujícího charakteristický rys obsažené genetické informace. Tyto metody označované jako „alignment-free“ umožňují velmi rychlé vyhodnocení globální podobnosti sekvencí DNA, numerickou konverzí však ztrácejí možnost vyhodnotit lokální změny v sekvencích. V praktické části je pak představena nová metoda klasifikace numerických reprezentací DNA kombinující výhody obou uvedených přístupů. Z numerických reprezentací DNA jsou zvoleny jen reprezentace mající 1D signálu podobný charakter, tzn. obsahující specifický trend vyvíjející se podél osy x. Hlavním předpokladem je taxonomická specifičnost těchto genomických signálů. Praktická část práce se zabývá vytvořením vhodných nástrojů pro číslicové zpracování genomických signálů umožňující vyhodnocení vzájemné podobnosti taxonomicky specifických trendů. Na základě vyhodnocené vzájemné podobnosti genomických signálů je provedena klasifikace formou dendrogramu, jež je obdobou fylogenetických stromů využívaných ve standardní fylogenetice.
|
|
|
Proteinový kalkulátor
Sedlo, Petr ; Maděránková, Denisa (oponent) ; Škutková, Helena (vedoucí práce)
Práce se zaměřuje na studium a rozbor vlastností proteinů za pomoci experimentálních metod, které dále konfrontuje s numerickými metodami, jejichž využití si vynutil rozvoj výpočetní techniky. V rámci této práce byl vytvořen program na výpočet isoelektrického bodu a molekulové hmotnosti ze zadané sekvence aminokyselin. Program vykreslí závislost vnějšího náboje proteinu v celém rozsahu hodnot pH podle předem zadaných kritérií. Tímto způsobem lze získat výsledky velmi snadno a rychle, jde však pouze o hrubý odhad skutečných hodnot, který může být v řadě případů postačující, nesprávné použití programu pro přesnější analýzy by se ale mohlo stát zdrojem chyb.
|
|
|
Predikční modely pro analýzu přežití
Hadwigerová, Michaela ; Vítek, Martin (oponent) ; Škutková, Helena (vedoucí práce)
Se stále se rozvíjejícími metodami léčby ve zdravotnictví se objevuje i potřeba tyto nové metody nějakým účinným způsobem porovnávat s metodami starými. Je to zejména důležité pro další rozvoj těchto metod. Avšak data, která tyto skutečnosti popisují, nebylo možno obvyklými postupy zpracovávat, a proto došlo v oblasti statistiky k vytvoření nového druhu metod. Jsou známy pod jednotným názvem predikční modely analýzy přežití.
|
host ::
RSS.