|
|
Vyhledávání homologních genů
Lýčková, Veronika ; Provazník, Ivo (oponent) ; Kubicová, Vladimíra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou homologních genů a popisem molekulárně biologických databází, které slouží k jejich vyhledávání a vzájemnému porovnávání. Mezi nejdůležitější instituce, které se zabývají správou dat a jejich analýzou, patří EBI, NCBI a CIB. Pro vyhledávání homologních genů je nejzásadnější NCBI – Národní centrum pro biotechnologické informace. Bližší pozornost je věnována vyhledávacím algoritmům homologních genů jako jsou například blastn a PatternHunter. Praktická část této diplomové práce je pak realizace algoritmu srovnávajícího dvě sekvence a nacházejícího homologní geny, a to jak na základě sekvence nukleotidů, tak aminokyselin. Výsledky z vytvořeného programu budou dále konfrontovány s výsledky z komerčně dostupných programů.
|
|
|
Analýza genomických dat s využitím algoritmu BLAST
Křížová, Martina ; Burgetová, Ivana (oponent) ; Jaša, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá analýzou genomických dat s využitím algoritmu BLAST. V teoretické části popisuje genetické informace, jejich význam a strukturu. Dále zde naleznete popis algoritmu BLAST, Smith-Waterman a Needleman-Wunsch a s algoritmem BLAST spojenou Karlin-Altschul statistiku. Tato práce také pojednává o typech databází jako prostorové, deduktivní a relační, které ukládají genomické informace. Druhá část se zabývá návrhem a implementací aplikace, která využívá zmíněné algoritmy a databázi Oracle 10g R2. Součástí práce je i testování či srovnání výstupů algoritmů.
|
|
|
Techniky pro porovnávání biologických sekvencí
Sladký, Roman ; Křivka, Zbyněk (oponent) ; Burgetová, Ivana (vedoucí práce)
V práci se seznámíme se výstavbou a funkcí základních biologických jednotek DNA, RNA a proteinů. Data, která poskytují, se uchovávají v biologických databázích, které jsou celosvětově propojeny pro lepší komunikaci a dostupnost veškerých informací při vědeckém bádání. Tajemství života je skryto v genech. Geny jsou kódovány sekvencemi nukleotidů a dávají vznik proteinům, které jsou tvořeny sekvencemi aminokyselin. Nejrozšířenějšími technikami pro porovnávání sekvencí jsou algoritmy FASTA a BLAST. V práci je popsán program PSProt, který je založen na bázi zmíněných algoritmů. Slouží k porovnávání sekvencí proteinů. Porovnávaný protein se ale nejdříve pomyslně syntetizuje ze zadaného oligonukleotidu DNA, který kóduje potenciální protein. Nejpodobnější proteiny jsou pak vyhledány heuristikou hitbodů a poté algoritmem semiglobálního zarovnání upraveno jejich výsledné skóre rozhodující pro vyhledávání.
|
|
|
Deformačně-napěťová analýza tenkostěnné skříně vystavené rázovému zatížení od výbuchu
Tatalák, Adam ; Peč, Michal (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá deformačně-napěťovou analýzou zjednodušeného modelu tenkostěnné transformátorové skříně vystavené rázovému zatížení od elektrického výbuchu. Ten je v tomto případě nahrazen výbuchem chemickým, čili výbuchem konvenční trhaviny. Problém je řešen pomocí výpočtového modelování s využitím metody konečných prvků prostřednictvím programu LS-DYNA. Po úvodu zabývajícím se teorií detonace a šířením rázových vln, je představen analytický přístup řešení, který slouží k verifikaci výsledků. V další kapitole je provedena rešerše použitelných metod řešení, z nichž byla k simulaci vybrána ALE metoda. V předběžné studii je analyzován vliv velikosti sítě, který je zaměřen na nalezení takové velikosti prvku, která by byla ještě výpočtově efektivní a výsledky by dosahovaly požadované přesnosti. Dále je zkoumán vliv vstupních podmínek (tvar, poloha a parametry výbušniny, poloha detonačního bodu, okrajové podmínky) na celkové rozložení a časový průběh tlaku. V dalším je analyzován vliv otvoru v horní části skříně na celkovou redistribuci tlaku a deformaci a napjatost skříně. Je také provedena deformačně-napěťová analýza dveří skříně, jejichž připevnění je modelováno pomocí více druhů kontaktů. Tyto jsou poté zkoumány z hlediska jejich tuhosti.
|
|
|
Aplikace pro zarovnávání částí DNA
Kašpárek, Tomáš ; Žák, Jakub (oponent) ; Rozman, Jaroslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá metodami zarovnání sekvenci DNA se zaměřením na rychlost prováděného úkonu a jeho optimálnost. Výsledkem práce je několik programů, které předvádějí zarovnávací algoritmy a jejich verze programované za použití knihoven OpenCL, které jsou optimalizované na rychlost výpočtu. Text této práce seznamuje čtenáře s problematikou zarovnání DNA a jejím významem v biologii. Dále jsou zde prezentovány algoritmy pro zarovnání DNA a možnosti jejich paralelizace za použití knihoven pro paralelní zpracování dat jako jsou CUDA či OpenCL.
|
|
|
Implementace algoritmu pro hledání podobností DNA řetězců v FPGA
Pařenica, Martin ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Fučík, Otto (vedoucí práce)
Tato práce popisuje způsoby porovnání nukleotidových řetězců s využitím párového a vícenásobného porovnání. V práci jsou popsány algoritmy párového porovnávání pro hledání nad daty v databázích a nebo algoritmy využívající dynamické programování. Dále jsou popsány způsoby vícenásobného porovnání. Mezi základními algoritmy je uvedeno dynamickým programováním a nebo algoritmy, které s využitím určité míry nepřesnosti postupně sestavují porovnání. Teoretickou část práce uzavírá popis technologie FPGA. Další část práce, praktická část, je věnována implementaci jednoho z vícenásobných algoritmů. Závěrečná část shrnuje vlastnosti vybraného algoritmu.
|
|
|
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.
|
|
|
Techniky pro získávání dat v genomice
Jaša, Petr ; Křivka, Zbyněk (oponent) ; Burgetová, Ivana (vedoucí práce)
Tato práce si v první řadě klade za cíl představit některé běžné techniky pro získávání dat v genomice a v další řadě naimplementovat vlastní algoritmus vycházející z originální verze algoritmu BLAST jako zástupce zmíněných technik. Práce se konkrétně zaměřuje na DNA sekvence, které v sobě uchovávají genetickou informaci, jež je předlohou živých organismů. Pro rozluštění této informace se používá řada technik. Tento text popisuje algoritmus Fasta a algoritmy rodiny BLAST. Pomocí těchto algoritmů je možné získat o sekvencích DNA, u kterých je známá pouze jejich primární struktura, mnoho důležitých informací. Princip algoritmů spočívá v zarovnání jedné vzorové sekvence DNA, ze které chceme získat informace, s mnoha sekvencemi uloženými v databázi. Ze zarovnání je pak možné u vzorové sekvence, na základě míry její podobnosti se sekvencemi databáze, stanovit s určitou pravděpodobností mnoho různých vlastností.
|
|
|
Zarovnávání částí DNA
Pejř, Václav ; Burgetová, Ivana (oponent) ; Rozman, Jaroslav (vedoucí práce)
Tato práce si klade za cíl zjistit, jaké jsou možnosti v oblasti zarovnávání DNA sekvencí. Na základě těchto zjištění nalézt nejlepší řešení s ohledem na rychlost výpočtu a kvalitu zarovnání. Následně toto řešení implementovat a vytvořit tak fungující program, který bude zarovnání provádět. Práce se nejprve zaměřuje na uvedení do problematiky týkající se biologie, DNA a genetiky. Po uvedení následuje přehled algoritmů, které se pro zarovnávání používají, jejich zhodnocení a výběr nejvhodnějšího algoritmu pro implementaci. Dále se také práce zaměřuje na oblast využití paralelního programování pomocí knihoven OpenCL. Zarovnání se provádí nad mnoha sekvencemi současně, zkoumají se tedy metody jak toto zarovnání provádět a jak dosáhnout nejlepších výsledků.
|
|
|
Znakově-orientované metody DNA barcodingu
Kalianková, Kateřina ; Sedlář, Karel (oponent) ; Maděránková, Denisa (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá studiem znakově orientovaných metod DNA barcodingu. Úvod obsahuje informace o DNA barcodingu a znakově orientovaných metodách DNA barcodingu. V teoretické části je popsána metoda CAOS, metoda BLOG a metoda BLAST. V praktické části je popsána práce s programem BLAST a rovněž je zde popsána teorie a realizace vlastní metody. V závěru jsou shrnuty výsledky analýzy.
|
host ::
RSS.