|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Fylogeografické vzorce a mikroevoluční mechanismy u delfínovitých
Křišťanová, Žaneta ; Hulva, Pavel (vedoucí práce) ; Vokurková, Jana (oponent)
Tato bakalářská práce pojednává o dosavadních poznatcích týkajících se fylogeografie čeledi Delphinidae (Delfínovití). Je zaměřena zejména na fylogenetickou strukturu a speciační historii delfínovitých, dále na způsoby diferenciace trofických nik a vzniku ekotypů. V minulosti měly pleistocénní oscilace klimatu zásadní vliv na vývoj jednotlivých druhů a populací. V současnosti jsou to lidské činnosti, které způsobují zásadní změny habitatů a tím mění životní podmínky pro kytovce. U několika druhů delfínovitých byl zaznamenán vznik ekotypů, kdy různé populace stejného druhu využívají odlišné ekologické niky. Tato práce se věnuje zejména ekotypům delfína skákavého (Tursiops truncatus). U jednotlivých ekotypů byla zaznamenána variabilita ve zbarvení, délce těla či morfologii páteře. Právě páteř je u delfínovitých významnou adaptací na prostředí. V této rešerši jsou také popsány příbuzenské vztahy mezi delfínovitými, životní strategie a potravní nika vybraných druhů rodů Tursiops, Stenella a Delphinus.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Prevalence a diverzita kryptosporidií infikujících veverky (Sciuridae)
BARVÍŘ, Pavel
V období mezi lety 2010 až 2013 bylo odebráno 399 vzorků trusu od třech druhů veverek čeledi Sciuridae (Sciurus vulgaris, Sciurus carolinensis a Callosciurus finlaysonii), odchycených na severu Itálie. Všechny tyto vzorky byly následně vyšetřeny na přítomnost kryptosporidií, která byla pomocí molekulárního vyšetření prokázána u 18 vzorků (4,5%). Sekvenční analýzou bylo zjištěno, že z 18 pozitivních vzorků, bylo 12 vzorků pozitivních na Cryptosporidium ferret genotype, 3 na Cryptosporidium skunk genotype, 1 na Cryptosporidium chipmunk genotype I a 2 vzorky na Cryptosporidium ubiquitum. Více než 90 % vyšetřených jedinců bylo adultních. Bylo prokázáno, že juvenilní jedinci veverek čeledi Sciuridae jsou častěji infikováni kryptosporidiemi než adultní jedinci. V rámci druhů nebyl pozorován vliv věku a pohlaví na výskyt kryptosporidií.
|
host ::
RSS.