|
|
Využití numerických reprezentací ve zpracování nukleotidových sekvencí
Košíček, Adam ; Maděránková, Denisa (oponent) ; Kubicová, Vladimíra (vedoucí práce)
Převod sekvencí DNA na vhodnou reprezentaci je důležitou úkolem před samotným započetím analýzy a dalšího zpracování. Hlavním úkolem této práce bylo se seznámit s typy numerických a grafických reprezentací a jejich využitím pro analýzu DNA. Vzhledem k velkému množství metod a postupů, byly do této práce vybrány pouze některé. Některé metody nelze přímo klasifikovat jako numerické nebo grafické, protože obsahují možnost obojí reprezentace. Tyto metody byly zařazeny mezi grafické reprezentace. Pro vybrané metody byly vytvořeny fylogenetické stromy pro porovnání přesnosti. Závěrem práce je zhodnocení získaných výsledků.
|
|
|
Vyhledávání homologních genů pomocí metod zpracování signálů
Kamar, Yana ; Jugas, Robin (oponent) ; Maděránková, Denisa (vedoucí práce)
Práce obsahuje teoretický úvod do molekulární biologie a genetiky na potřebné úrovní, včetně popisu stavby DNA a homologních genů. Jsou popsané pevné a fyzikálně- chemické typy mapování nukleotidů, metody zpracování digitálních signálů. V prostředí MATLAB byli naprogramované numerické reprezentace genů, jmenovitě: rozbalená a kumulovaná fáze, denzitní vektory. S použitím rozbalené fáze a denzitních vektorů s různou délkou bylo uskutečněno vyhledávání CDS úseku v celém genomu pomocí metrických vzdálenosti (euklidovské a canberrské) a korelace. Dále s použitím metrických vzdálenosti byl vyhledán homologní gen v více či méně podobných bakteriálních genomech. Výsledkem je orientační práh vzdálenosti(euklidovské a canberrské) pro nalezení homologních genů v genomech.
|
|
|
Vliv numerických reprezentací DNA na úspěšnost molekulární taxonomie
Blaschová, Eliška ; Provazník, Ivo (oponent) ; Maděránková, Denisa (vedoucí práce)
Práce seznamuje s klasickou a molekulární taxonomií, které se používají ke klasifikaci organismů. Představuje směr DNA barcodingu jako možnost jak přiřadit neznámý vzorek organismu k známému druhu. Získané sekvence mitochondriální DNA při DNA barcodingu je třeba zpracovat vhodnou metodou numerické reprezentace, která bude správně informovat o příslušnosti neznámého organismu k druhům a dokáže jej tedy správně zařadit. V této práci jsou použity k porovnání sekvencí organismů celkem tři metody numerické reprezentace, a to 1. a 4. kvadrant, EIIP hodnoty a třívektorová reprezentace. V praktické části je naprogramována identifikační analýza, která přiřazuje testovaným organismům referenční organismus. Testování je provedeno na 4 referenčních souborech a 5 analyzovaných souborech. Práce shrnuje úspěšnost přiřazení správné reference pro vybrané metody numerické reprezentace.
|
|
|
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.
|
|
|
Porovnání metod pro konstrukci barevných DNA spektrogramů
Postránecká, Tereza ; Provazník, Ivo (oponent) ; Kubicová, Vladimíra (vedoucí práce)
Tato práce pojednává o možnostech konstrukce barevných DNA spektrogramů a o vzorech, které z nich detekujeme. Spektrogramy jako nástroje spektrální analýzy nám umožňují současný pohled na lokální frekvence napříč celou nukleotidovou sekvencí. Jsou vhodné pro identifikaci genů či jejich regionů, určování globálních vlastností celých chromozomů, ale také dávají možnost objevit nové dosud neznámé regiony s potenciálním významem. Za účelem takovéto analýzy DNA lze použít techniky číslicového zpracování signálů. Jejich použití však musí předcházet metody konvertování DNA sekvence do numerické reprezentace. Výběr správné numerické reprezentace ovlivní, jak dobře budou dané biologické vlastnosti reflektovány v numerickém zápisu potřebném pro další použití v analýze zpracování signálů.
|
|
|
Molekulární taxonomie pomocí mitochondriální DNA
Kalianková, Kateřina ; Babula, Petr (oponent) ; Maděránková, Denisa (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá molekulární taxonomií pomocí mitochondriální DNA. V úvodu je popsána taxonomie obecná a molekulární. V teoretické části je dále popsána struktura a složení živočišné buňky, deoxyribonukleové kyseliny a mitochondriální deoxyribonukleové kyseliny. Další část obsahuje informace o DNA barcodingu a numerických metodách reprezentace genomických sekvencí. V praktické části je popsán program zvolené numerické metody pro zpracování genomických sekvencí a programy pro tvorbu a přiřazování sekvencí referenčním druhům.
|
|
|
Detekce mobilních genetických elementů pomocí číslicového zpracování genomických signálů
Nováková, Jarmila ; Sedlář, Karel (oponent) ; Škutková, Helena (vedoucí práce)
Práce se zabývá mobilními genetickými elementy. Je zaměřena na jejich vlastnosti využitelné pro jejich detekci. Zároveň se věnuje problematice transformace symbolické sekvence do numerické formy. Jsou vysvětleny klasifikace mobilních genetických sekvencí, popsány základní typy mobilních genetických sekvencí, principy numerických map a detekce v symbolické reprezentaci Je zpracována konverze symbolických genetických sekvencí dle zvolené numerické mapy a provedena analýza vlastností mobilních genetických elementů v numerické reprezentaci pro návrh detektoru. Na závěr je vytvořena knihovna motivů používaná navrženým detektorem.
|
|
|
Grafická reprezentace genomických a proteomických sekvencí
Pražák, Ondřej ; Kolářová, Jana (oponent) ; Maděránková, Denisa (vedoucí práce)
Úprava sekvencí DNA a jejich vhodné zobrazení je důležitou součástí analýzy, porovnání a dalšího zpracování. Úkolem této práce je seznámení s vlastnostmi genomických a proteomických sekvencí a nalezení metod pro jejich zobrazení. Z důvodu velkého množství postupů a jejich dělení, je v této práci uvedeno pouze několik zástupců. Všechny metody popsané v textu jsou dle zadání naprogramovány v prostředí Matlab. Pomocí krátkých sekvencí DNA několika živočichů jsou vyzkoušeny a porovnány s originálním výzkumem. Některé metody obsahují, vedle grafického zobrazení, i příklad dalšího zpracování, převážně podobnostní analýza. Závěrem práce je porovnání výsledků analýzy a vybrat nejvhodnější metodu.
|
|
|
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.
|
|
|
Vyhledáváni repetitivní DNA z nukleotidových sekvencí
Moskovská, Kateřina ; Provazník, Ivo (oponent) ; Kubicová, Vladimíra (vedoucí práce)
V této práci je rozebrána problematika repetitivních DNA a algoritmů pro vyhledávání tandemových repetic. Tandemové repetice hrají důležitou roli v biologickém průmyslu. Slouží jako genetické markery pro tvoření genetických map, profilů DNA pro určování otcovství a ve forenzní oblasti. Dalším důvodem pro jejich vyhledávání je, že mají za následek několik závažných onemocnění člověka. Algoritmy pro jejich vyhledávání jsou proto předmětem mnoha studií. Algoritmy dělíme do dvou hlavních skupin – algoritmy porovnávající řetězce DNA a algoritmy založené na zpracování numericky reprezentované DNA. Úkolem této bakalářské práce je vybrat si zástupce z každé skupiny, navrhnout jejich realizaci a tu poté také předvést v programovém prostředí Matlab. Výsledkem práce by mělo být porovnání obou programů na základě vybraných kritérií s pomocí několika sekvencí. Těchto několik vybraných sekvencí budou mít za úkol tyto programy zpracovat a výsledky z těchto zpracování budou mezi sebou porovnány.
|
host ::
RSS.