Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


ВЫЯВЛЕНИЕ СВЯЗИ СТРУКТУРЫ ГЕНОМА И ТАКСОНОМИИ ЕГО НОСИТЕЛЯ НА ПРИМЕРЕ ГЕНОМОВ МИТОХОНДРИЙ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ЖИВОТНЫХ

Работа №21922

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

биология

Объем работы40
Год сдачи2016
Стоимость5600 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
261
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 4
Основная часть 6
1. Обзор литературы 6
1.1. Митохондриии 6
1.2. Ядерный и митохондриальный геномы 6
1.3. Сравнительная характеристика филогении и таксономии 7
1.4. Методы анализа многомерных данных 9
1.5. Приёмы выделения структурированности данных 10
2. Материалы и методы 13
2.1. Генетический материал 13
2.2. Частотные словари 13
2.3. Индексированная база данных 14
2.4. Метод динамических ядер 15
2.5. ViDaExpert 19
2.6. Кластеризация митохондриальных геномов методом динамических
ядер 20
2.7. Анализ кластеризации 21
3. Результаты 25
3.1. Индексирование базы 25
3.2. Кластеризация и устойчивость кластеризации 26
3.3. Распределение таксонов в слоистом графе 27
3.4. Упругая карта типа Chordata 30
4. Обсуждения 33
5. Выводы 38
Список использованных источников 39


Последние достижения в области современной биологии привели к быстрому росту числа расшифрованных геномов, что, в свою очередь, ставит ряд вопросов перед исследователями в связи с анализом обширной генетической информации. Этот извлечение знаний из генетических систем и упорядочивание больших массивов данных.
Актуальность работы обусловлена как появлением большого числа вновь расшифрованных геномов, которые позволяют ставить задачи популяционного и эволюционного анализа, так и необходимостью развития новых методов анализа данных, использующих информацию, содержащуюся во всём геноме в целом, а не в отдельных его частях.
Объектом работы является связь структуры генома органеллы и таксономии его носителя. Предметом исследования являются нуклеотидные последовательности митохондриальных геномов разных видов животных и те виды связей, которые выявляются на множестве геномов и между геномами и таксономией их носителя.
Цель настоящей работы — выявление, описание и анализ связи структуры генома органеллы и таксономии его носителей на примере геномов митохондрий.
Для достижения указанной цели были решены следующие задачи:
- создание базы геномов и их частотных словарей;
- создание репрезентативной выборки с равномерным распределением видов в родах для кластеризации;
- кластеризация митохондриальных геномов методом динамических ядер (k-means) от 2 до 8 классов;
- построение упругой карты таксономического типа Chordataи изучение её особенностей;
- построение слоистого графа кластеризации и изучение его свойств.
По материалам бакалаврской работы опубликована 1 статья, основные результаты работы докладывались на следующих конференциях:
- седьмая международная школа молодых учёных «Системная биология и биоинформатика» SBB'2015;
- международная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Проспект Свободный — 2015»;
- третья международная конференция IWBBIO 2015.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


Показана синхрония в эволюции двух физически независимых изолированных систем (нуклеарный и митохондриальный геномы). При работе с полными митохондриальными геномами она проявляется в неслучайном распределении таксономических категорий внутри каждого слоя, а также в неслучайном перемещении их из слоя в слой.
Показана устойчивость деления. При делении методом ^-средних большая часть геномов базы устойчива (больше 2000). Кластеризация на три класса и далее показала, что некоторые группы геномов переходят вместе из слоя в слой, что говорит нам об их особенной устойчивости. Также из слоя в слой наблюдается таксономическая закономерность: геномы в большем количестве принадлежат к одной или же смежным таксономическим группам.



1. Гистология: Учебник / Ю. И. Афанасьев, Н. А. Юрина, Е. Ф. Котовский и др., Под ред. Ю. И. Афанасьева, Н. А. Юриной — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 2002. — C. 64-67.
2. Б. Льюин / Гены; пер. 9-го англ. изд. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. — C.10.
3. И. А. Захаров-Гезехус (2014) Цитоплазматическая наследственность // Вавиловский журнал генетики и селекции, Т. 18, № 1. УДК 575.133
4. Gaston H Gonnet. Surprising results on phylogenetic tree building methods based on molecular sequences // BMC Bioinformatics, 2012, 13:148.
5. S. E. Mazzeo, K. S. Mitchell, C. M. Bulik, T. Reichborn-Kjennerud, K. S. Kendler, M. C. Neale. Assessing the heritability of anorexia nervosa symptoms using a marginal maximal likelihood approach // Psychological Medicine / Volume 39 / Issue 03 / 2009, pp 463-473.
6. Alex Zelter, Mojca Bencina, Barry J. Bowman, Oded Yarden, Nick D. Read. A comparative genomic analysis of the calcium signaling machinery in Neurospora crassa, Magnaporthe grisea, and Saccharomyces cerevisiae// Fungal Genetics and Biology /Volume 41 / 2004, pp 827-841.
7. Esbensen K. Multivariate Data Analysis — in Practice // CAMO Process AS / 5-th Edition, 2002.
8. Зиновьев А. Ю. Визуализация многомерных данных. / Красноярск: Изд-во КГТУ, 2000. — C. 168.
9. Мандель И.Д. / Кластерный анализ. — М.: Финансы и статистика. — 1988. — С. 36-37.
10. Jure Leskovec, Anand Rajaraman, Jefrey D. Ullman. Mining of Massive Datasets // Cambridge University Press / 2014, pp 241-250.
11. Горбань А. Н, Попова Т. Г, Садовский М. Г. Классификация нуклеотидных последовательностей по частотным словарям обнаруживает связь между их структурой и таксономическим положением организмов. // Журнал общей биол. 2003. т.64, № 5. С. 16-21.
12. Gorban A.N., Popova T.G., Sadovsky M.G. Classification of symbol sequences over their frequency dictionaries: towards the connection between structure and natural taxonomy // Open Syst. &Information Dyn., 2000, v.7, № 1, pp.1-17.
14. Fredrik Lindsten, Henrik Ohlsson, Lennart Ljung. Just Relax and Come Clustering. A Convexification of k-means Clustering // Technical report from Automatic Control at Linkopings universitet (Linkoping University), 2011.
15. Горбань А. Н., Россиев Д. А. Нейронные сети на персональном компьютере. / Новосибирск: Наука. 1996. С. — 275.
16. Садовский М. Г., Чернышова А.И. Выявление связи структуры и таксономии геномов хлоропластов методом динамических ядер. // Фундаментальные исследования. № 11-3 / 2014. С. 545-549.
17. ViDaExpert v 1.2 [Электронный ресурс] : Institute of Curie // Andrei Zinovyev. — Режим доступа: http://bioinfo-out.curie.fr/projects/vidaexpert/.
18. A. Tomovic, P. Janicic, V. Keselj n-Gram-based classification and unsupervised hierarchical clustering of genome sequences // Computer methods and programs in biomedicine, V.81 (2006), pp. 137-153.
19.Sadovsky M. G. 2014. Evidence for strong co-evolution of mitochondrial and somatic genomes. // arXiv.org
20.О. Оре Теория графов / М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1980. — Гл. 1. С. 11-22.
21. Amos Fiat, Dean P. Foster, Howard Karloff, Yuval Rabani, Yiftach Ravid, Sundar Vishwanathan. Competitive Algorithms for Layered Graph Traversal // SIAM Journal on Computing, 1998.
22. В.С. Федотова О популяционной геномике некоторых видов животных / В. С. Федотова, М. Г. Садовский // Сборник материалов Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проспект Свободный-2015» / 15-25 апреля, 2015. — С. 52-53.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ