Naslov
Algoritmi za poravnavanje bioloških nizova s primjenom na proteine virusa
(Algorithms for alignment of biological sequences with application to viral proteins)

Autori
Anabela Tripić

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Fakultet
Fizički odsjek

Mjesto
Zagreb

Datum
29.03

Godina
2023

Stranica
45

Mentor
Andrej Novak

Ključne riječi
poravnavanje bioloških nizova ; globalno poravnanje ; lokalno poravnanje ; mjera sličnosti
(sequence alignment ; global alignment ; local alignment ; similarity measure)

Sažetak
U bioinformatici, poravnanje nizova je način rasporedivanja primarnih bioloških nizova DNA, RNA ili proteina kako bi se odredile regije sličnosti koje mogu biti posljedica funkcionalnih, strukturnih ili evolucijskih odnosa izmedu nizova. Ako dva niza u poravnanju dijele zajedničkog pretka, nepodudarnosti se mogu tmačiti kao točkaste mutacije, a praznine kao mutacije umetanja ili brisanja uvedene u jednu ili obje loze u vremenu kad su se razišle. U poravnavanju proteinskih bioloških nizova, stupanj sličnosti izmedu aminokiselina koje zauzimaju odredenu poziciju u nizu može se interpretirati kao gruba mjera koliko je odredena regija ili motiv biološkog niza očuvan medu lozama. Odsutnost supstitucija, ili prisutnost samo vrlo konzervativnih supstitucija (supstitucija aminokiselina čiji bočni lanci imaju slična biokemijska svojstva) u odredenoj regiji biološkog niza, sugeriraju da ova regija ima strukturnu ili funkcionalnu važnost. Iako su nukleotidne baze DNK i RNK sličnije jedna drugoj nego aminokiselinama, očuvanje uparivanja baza može ukazivati na sličnu funkcionalnu ili strukturnu ulogu. Vrlo kratki ili vrlo slični biološki nizovi mogu se poravnati ručno ; medutim, najzanimljiviji problemi zahtijevaju poravnavanja dugih, vrlo varijabilnih ili iznimno brojnih bioloških nizova koji se ne mogu uskladiti isključivo ljudskim naporom. Računalni pristupi poravnavanju nizova općenito spadaju u dvije kategorije: globalna poravnanja i lokalna poravnanja. Odredivanje globalnog poravnanja oblik je globalne optimizacije koja vodi poravnanje tako da se proteže cijelom dužinom svih nizova upita. Suprotno tome, lokalna poravnanja odreduju regije sličnosti unutar dugih bioloških nizova koji se općenito jako razlikuju. Lokalna poravnanja često su poželjnija, ali ih možee biti teže izračunati zbog dodatnog izazova identificiranja regija sličnosti. Cilj ovog diplomskog rada je opisati, analizirati i primijeniti računalne algoritme za problem poravnanja bioloških nizova, uključujući spore, ali formalno optimizirajuće metode poput dinamičkog programiranja i učinkovite heurističke algoritme za pretraživanje baza podataka. Praktični dio rada uključuje istraživanje sličnosti izmedu pojedinih varijanti viralnih proteina, npr. protein šiljka (engl. spike protein) u varijantama SARS-CoV-2 virusa.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Matematika, Računarstvo

POVEZANOST RADA