IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii Týden 1 Katedra informačních technologií Masarykova Univerzita Brno Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Jaro 2018 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. EVROPSKÁ UNIE INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Outline IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Informace o kurzu } y y ruhy se zajímavým matematickým/info Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Kontaktní údaje IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 ► Dr. Matěj Lexa, C506 (lexa@fi.muni.cz) ► Kurz: Út 9:00-11:50 (A215) ► Konzultace: Út 14:00-15:00 (C506) ► http://www.fi. muni.cz/~lexa/teaching. html ► Dr. David Šafránek, A408 (safranek@fi.muni.cz) ► http://www.fi.muni.cz/~xsafran1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace ■ ✓"i ■ř,i ^^-^ IV121 Vybrané aplikace IxIclSITI K3.C0 informatiky v biologii - Týden Informace o kurzu Hodnotí se ► Prezentace v semináři 40 (2x20) bodů ► Úkoly z cvičení 36 (4x9) bodů ► Písemná zkouška 24 bodů Klasifikační stupnice ► A 91 - 100 ► B 81 -90 ► C 71 - 80 ► D 61 - 70 ► E 51 - 60 ► F méně než 51 Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace ► Kolokvium 50 bodů Obsah IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 ► Bioinformatika ► Systémová biologie Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Osnova ► Úvod do bioinformatiky a systémové biologie ► Stringologie, podobnostní metriky a vyhledávání ► Práce se sekvencemi z NGS (next-gen sequencing) -skládání a mapování genomů ► (3D geometrie, CSG (geometrie těles na počítači)) ► Diskrétní dynamické modely a jejich analýza ► Spojité dynamické modely a jejich analýza 1 kvalitativní modely 2 kvanitativní modely ► (Regulační, metabolické a signální sítě) ► Závěrečná přednáška a diskuse IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Outline IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky } y y ruhy se zajímavým matematickým/info Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Definice bioinformatiky IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Bioinformatika Studuje metody shromažďování, sprístupňovaní a analýzy rozsáhlých souborů biologických dat, zejména molekulárně - biologických. Další disciplíny ► Výpočetní nebo matematická biologie matematické přístupy k reprezentaci a zkoumání biologických procesů, často simulace ► Lékařská informatika práce s medicínskými daty, převážně záznamy pacientů Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Předmětem zájmu nebo používanými metodami se bioinformatika prolíná s IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky 1. molekulární biologií Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace 2. genomikou a proteomikou 5. matematickou či teoretickou 6. systémovou biologií 7. biomedicínskou informatikou 8. biomedicínským inženýrstvím 9. výpočetní chemií 10. informatikou 11. počítačovou lingvistikou 3. genetikou 4. výpočetní biologií Převzato z http://cz.wikipedia.org/wiki/Bioinformatics 16.2.2008 Typické okruhy problémů IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 ► Analýza sekvencí ► Anotace genomů ► Evoluční bioinformatika ► Studium biodiverzity ► Analýza exprese genů ► Analýza genové regulace ► Analýza proteomu ► Odhad struktury proteinů ► Srovnávací genomika ► Modelování biologických systémů ► Analýza obrazu ► Studium strukturních interakcí proteinů Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Převzato z http://en.wikipedia.org/wiki/Bioinformatics 16.2.2008 Sprístupnení dat uživatelům - NCBI Genome Viewer Ideogran+|X| Contig+JX] NT_We»25. : NT_078115. NT_ 1.128+1:3. NT_086929. NT_086931. NT_086933. )NT_033330. NT_025302. -L-NT_011757. Kpll.4 . Xpll.3 ■ Kq24 -J K<|25 -I K=l26.1 Xq26.2 X<|26.3 Xl27Í2 ™ I It""' Xq27.3 ■-,28 NT_«79573. .. NT_086939, I NT_011638. i NT_011726. IT_ (125965. T_ (12531)7. HsUniGlIXl Mi.35 (1927 Hs.233477 s.75966 Hs.4Í607S Hs.380774 Hs. 4 06693 Hs.1715 01 I Hs.446641 I Hs.3(11404 1 Hs.77422 Hs.5258 Ms. 4 07756 'Hs. 376719 Hs.170323 I .Hs.355861 Hs.446628 ľ-Hs. 83623 Hs.78771 Hs.454495 Hs.331039 Hs.411358 I Vis. 1787 I Hs.79172 I Hs.300141 1 Hs.232432 Hs. 421383 Hs.380118 I Hs.821 Hs.331232 Hs.409223 liHs. 182018 (ÍHs.401929 1'Hs. 195464 ] ^ Symbol ASB11 Á-PHKA2 O MAGEB1 FTHL17 PHFB LOC169981 KLGN3 SLC16A2 - ZKF6 CAPZA1P KXF2 ZBTB33 MCTS1 IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Zobrazení informací o genech na chromozomu Způsob nahlížení na data IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu KLASICKÝ směs biologie, chemie, fyziky atd. MECHANICKÝ živé buňky jsou stroje, které chceme pochopit a ovládat HRA sekvence jsou definiční soubory hráčů SEMIOTIKA život je signalizace a interpretace signálů JAZYK sekvence se skládají z modulů (slov) s určitou funkcí vykazujících gramatické uspořádání Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Analogie biosekvence - jazyk IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 1. Mam z toho velkou radost. 2. Mam toho kocoura dost. Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Mamztohovelk ouradost Mam toho kocouradost. Historie bioinformatiky do sformovaní disciplíny 1967 Fitch and Margoliash: sestrojení prvních fylogenetických stromů z bilogocké sekvence 1970 Needleman and Wunsh: zarovnání dvou sekvencí 1974 Chou and Fasman: predikce sekundární struktury proteinů 1978 Dayhoff: první sbírka sekvencí proteinů 1981 Kabsch and Sander: modelování struktury proteinů 1987 Feng and Doolitle: mnohonásobné zarovnání sekvencí 1990 Altschul et al.: efektivní hledání lokálních podobností 1998 The Journal Comp Appl Biosci se přejmenovává na Bioinformatics Rozmach HT-Seq v posledním desetiletí ► lllumina (Solexa pyrosequencing ) ► 454 (Roche) (delší sekvence) ► SOUD (Life Technologies) ► lonTorrent (Life Technologies) ► Zero-mode waveguide sequencing - SMRT (Pacific Biosciences) ► Nanopore sequencing (Oxford Nanopore) ► Heliscope (Helicos) ► Polonator (Danaher Motion) ► Nanoball sequencing (CompleteGenomics) ► FRET sequencing (Visigen) Outline IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu systémové biologie ruhy se zajímavým matematickým/info Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Pokus o definici IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu ► Systém - množina interagujících prvků, ale k pochopení funkce nestačí pouhý výčet součástí ► Vlastnosti komponentů - poloha v prostoru a čase, interakce, funkce celku, které nejsou funkcemi žádné z částí ► jinak i integrativní biologie ► Systémová biologie studuje interakce mezi komponenty biologických systémů a následně funkci systému jako celku a výsledku těchto interakcí ► Je protipólem molekulární biologie a různých "-omik" ► mol.biologie = redukcionisticky ► syst. biologie = integrativně Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Od redukcionismu k integrativnímu přístupu komponentová biologie high-througput tenchologie genomika proteomika systémová biologie integrativní analýza bionformatika modely (in silico) simulace IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Redukcionizmus a integrace IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu ► atom Předmět zájmu bioinformatiky ► molekula Předmět zájmu systémové biologie ► ► makromolekula gen Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky ► protein Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy ► komplex Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely ► organela Numerické metody a simulace ► buňka ► tkáně ► orgán ► organismus ► populace ► ekosystém "Emergent properties"- vlastnosti, které není možné přiřknout komponentům, nýbrž systému IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Metody a nástroje systémové biologie IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 ► Jazyky pro popis systémů ► Grafy a sítě ► Modelování a simulace Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Appiy knovlídge oF fflicrabiol (uncli&iitil Prolcmí pcrfflfiii many cf lifc'i moíl CSSC ulici íuflíiioíis. To corjy Qyl fKcíTr ACTIRIXE ĎEHE flECULATDRť NETWORKS Many proleln mocdine; interad ihrough coniplex, inltrcoriíičf.Kid iEi«se dyíiůftiie prowMí will leod !o imodctí oí lift proMjjcs. URL DŮEGoflatmíTBlib.erg lS.K Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Proces modelování a simulace IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu ► Biologická realita ► Návrh modelu ► Matematický model ► Simulace ► Verifikace/validace ► Model Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Rozpoznávání - Předpovědi - Vysvětlení Modelovací cyklus IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Modelovací cyklus IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Results Observation Model Design Analysis Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Enzymatické reakce IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu i FRUCTOSĚ 6-P - p-o^c/o^oh ho h ÁDP AMP LUCOSE-4-P GLUC^ hexose- '© oiphos-phatase t Mg "\ Mu' Pi A MANNOSÉ fc-PlSO-MĚRASĚ -D-MAN-OSé 6-P 11 ♦ Alf 6-PHOSPHO FÄLÍCTÔ. 1 KINASE ATP. CITRÁTE. J»HOSPHOENOL-^PYRUVATE * H,0>SS\ss./,ATP f ADP 4 ADP (YDP; (A-3.S-MP). AMP. ADP, FRUCTOSE 2.* 80PHOS-PHATASE h hV oh O/ -r -ADP ^PHOSPHO FRUCTO 1 KINASE D-FRUCTOSE 2.Ó-P, o- ^ H,0' ho-H FRUCTO KINASE Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Metabolické dráhy IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu " "7 f, HjC -pH — f-h o bhssh*íTn -Hí° FRUCTOn-l.**",. «0 [lUUCOSEjíP Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace CONO. CTQNfr* -t,OH ■ ■. ;t DEríVDRD a m i I ■ IV121 Vybrané aplikace M Gt clDO 11S íTl U S informatiky v biologii Týden Informace o kurzu G H K 2 ÍPNL^^^r^ "h" ľOffijŕ^j|^BM'""'.|iMiii ■iT5--^^-J1':-H-ľľ?l--^ľ- 8 9 "^feS^fefi; ŕT^Ť.iŕl fí?í? Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace mulační model buňky / E-Cell IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace CelIWare: nástroj pro modelování buněčných procesů I H hnu* 1.1 lamoniOmururril ( I ac7,Ĺwni - CeMWofc LOtirta Fta Aid E<* Vww Smiiatlon Het 1 \ \ Ěl HBH3 \MZ IZE ĚE fX: 30] [*: 96] IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Typy modelů IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu ► Diskrétní nebo spojité v čase, bez času ► Diskrétní nebo spojité v prostoru, bez prostorové informace ► Deterministické, nedetermiistické, pravděpodobnostní ► Kvalitativní, kvantitativní Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Typy modelů IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu ► Stochastická simulace ► Petriho sítě, Gillespieho algoritmus ► Diferenciální rovnice ► Spojité, pracuje se často s koncentracemi ► Biologické algebry ► Brané calculus (od slova membráne) Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Formální popis modelů IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 ► SBML - Systems Biology Markup Language (vychází z XML) ► CelIML - univerzálnější (používá MathML) Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace CelIML - http://www.cellml.org < component name =11 L_type_Ca_channel_d_gatell> B nerozhodnutelná Kontextový Lineárně ohraničený TS uA -> Av exponenciální Bezkontextový Zásobníkový automat A->uAv polynomiální Regulární Konečný automat A -> uA lineární Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Brane Calculus IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 © Endo Mi 0 / -I Mate 0© Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Figure 1 Examples of Bitonal Reactions From: Cardelli L (2004). Brane Calculi. Brane Calculus IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu O© Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace P Q Figure 5 M i to/M ate by 3 E n do/ Ex o (ha&fc tuĽhniquť) From: Cardelli L (2004). Brane Calculi. Brane Calculus IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Bud budVpi/d^flbud^GlMPl) 0Q& pflaIMPDD * tMQD budVpXxMbud^GlMPl) ů Q D = @(Q-L1(p)^lť)^-L1^lTo(IíDn,OlOoPinc. ©V*M»\,(P)^lťa<>l> o alvala0CíPD o q D ->Pliagon ^-..^I^CÍ^^CipCialaoCiPDDD ° QD —>ew pflaIMPD OThľ0C!QD Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace From: Cardelli L (2004). Brane Calculi. Brane Calculus IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace From: Cardelli L (2004). Brane Calculi. Semantic Bioinformatics IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Semantic Bioinformatics Subject Object IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Semantic Bioinformatics Bi<2EBF.org IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Semantic Bioinformatics IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace BWT - Burrows-Wheeler transform Transformation Input All Rotations Sorting All Rows in Alphabetical Order by their first letters Taking Last Column Output Last Column _--------------i ; ^BANANA@ i j (T BANANA ; j AťTBANAN ; Í NAťTBANA j ; ANAÍTBAN Í ■ NANAť^BA : I ANANAS B : j BANANA^ j i____ ____ j ; ANANAS B J AN A^ BAN I A^ BAN AN ! BANANA^ | ! NANA(TBA i ; NAt^BANA ; : ABANANA@ : J @ABANANA j i _ _____ ____ ____ ____ _____i _--------------1 Í ANANAÍTB Í j ANAíTBAN ; A(T BANÁN ; i BANANAťT j ; NANAÍTBA Í ; NAÍ^BANA : j ^BANANAS ; (T BANANA j i__ _____ __i j ^BANANA@ ; ■"--------------1 j BNN^AAfaA i IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace BWT IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Inverse Transformation Input BNN^AA^A AhIhI 1 Sort 1 B N N A A @ A A A A B N N Add 2 BA NA NA ^B AN AN TC MS MSf-lP MS-t-Z MS+DHZE Cayi i - 1 1 .ľ— Doyi 2 5 L2 5 12 2 5 L2 2 5 12 / jkI i:-.: 9-4 L3Í L 4-5 1 L-9 403 2L4 151 »■3 9-2 LO-3 I" - - 1 L50: 121) (5-3:23-7) (57; L8-1) (435: 370) (2L9; 208) (L47: 157) (8-L; S-5) (7-5; LÍ19) fH-A; L L S) U. JKl 5-2(73; 3-D (5-2 (6-9; 5-5) K9 (LO-L: 7-7) 7S (9-L; 65) 7-2(7-7: 6-7) 7-7 Í6-4: 9-0) 70 («-7: 5-3) 7-2 Í9S: 4-6) 5-3(6-5: 41) 6-5 (B-3: 4-Ti 7-2 fflS: 5-5) II- 0Ľ 02* L-3 971 446 2F6 2-2 2-2 1-3 01* 12 1-2 (L-5; 11) |HB3; L05K) (373: 519) (L 90: 242) (1-2:32) (24; 20) (L-l: Lô) CH-fi; L S) (0-9: L-4) UI i/ 0-7 (53: oi) 16 (OS: 24) al 14 (14: OS) OS (1-5. IH) 16* L-L (0-7: 1-5) L-5 (2-3: 0-7) 04' 82-0 (B5-J: 78-6) 19-9(16K:230) 19-9 (26-3: 13-5) za 04* 0-5 0-5* 15 ii-i. 0-7 fr7 0'5 IS o-a itd Í1S 1.13 4: 0-5) (1-6: 14J (L -2:0-2) (44: 90) (OK; 0-2) (21; 1-5) (L-L: 0-5) (0-5; L-l) cZR L-S 2}) 11 (1-5; 0-7) 2-2 (H 2-7) Hi (1-9: 13) 04 (0-2: 06) 0-7(0-6: 0JÍ) [■7(1^0;24) ltd 07 (OS: (1-6) 1-7(2-3: 11) ltd 1-5(1-2: l-lí) nd 0-1* 03* 30 (2-9: 31) 0-5' 0-41 0-2 (0-1: 0-3) 0-2* 0-2* 0-5* 0-1* 04* DLHZR 12 2-7 1-6 Dl* 02* i^L 2-2 40 20 504 291 LS4 {1.0: 14) (2-3: 31) (2-2: L-0) (1-2: 3-2) (4 9; 3L) (2 2: l *) ■'■■'i. I".-. (200: 382) 1: 1. 20-1) zrp nd nd 1-6 Bi. 13* L-5 fcl-H 165 3« ltd ltd 2-1 • (14: LB) Í7-8: 941 (0-9: 21) (524: 71-2) (L3-2: I9B1 (6-7: 9-3) dZRP LL 2 34 OS 4-0 (H* 35* 23* nd L-l 22-3 0-5 20* (60: 1641 (21; 46) (01 : L-5) (2-B: 5-2) (0 6: L*) (25-2: 19-4) (0 3: 0-7) LPflP 34 1-9 «■5* 264 6 3 64 0-7* 0 3* 0-7 2-9 nd (1-1* Í2B; 40) (2(5: 1-2) |2S0; 24S) (5-7: fi-9) (6S: 6-0) (0-4; Lfl) (OS: 50) DHZftP 1*5 L66 40 2-7 24 45-3 ft 2 5-2 195 665 536 230 (10-9: 20-1) (129: 20-3) (3-1:4-9) (2'0: 3-4) (2-6: 2-2) (42-2: 484) (42: í 2) (3 5: 6 9) (L3-2: 25-S) (629: 70 L) (45-H: 6L4) (18-5: 275) ZOG 11! 91 99 nd 24-2 L2-9 nd 59 21 ^0 09 2-1 3* U-4; 2.1) (5-0; 13-2) (51; 146) (26 7; 21-7) (10-0; 15-7) (ft 6; 3 2) (L80; 240) (OS; l-Oj (L 8: 2-3) (fi-1: L-l) zrog (11* nd nd I) i* 1 6* L ŕ* nd nd nd nd nd nd DHZRÍX1 0-5 0-3* 0-5* nd 06* 10* 0-4* IL-2 0-3* 514 30-9 320 (0-3: 0-7) (410: 61-8) (28 S: 33 01 (27-2: 36S) Z7íí 20 IL-.L 69 L 0-1 22-7 697 552 680 L0L9 L L 1 nd 20-0 (2(1: 201 |4-IŠ: y41) (72; L36) (29 0: 164) (51-5; 87-91 (64L: 7L9) v. |. 1 1 - 11 (6 S; 15-4) (160: 240) LP7G 66 56 16-9 1236L 16 lld L5 34L 33-5 3» m 52-7 30* 31 01-5:4-7} ?í: JI. (208; L2-9) 1 L6 251; S470) (20 114; 12 306) (20 701; 9981) (29-3: 37-7) (6-3; 1-3) (0 7: L-L) (47-9: 57-4) (4-6; L-fi) DHZ7G-I 12 06* L-0* L 2-7 2S ad 16-7 594 19-7 2738 4471 8822 (1(1; 14) Í9ifl: L5Í) (5-5: 01) ( LL-2: 22-2) ; IM: '! (26-4: 12-9) (L96S; 3501?) (29 L8: 6023) (5145: 12 49?) DHZ7G-2 36 0-7* 1^1 194 309 ; M L L -7 9 2 10-3 2709 2541 4294 (4-3:29) 1 19 2; 194) (309; 309) (34-3:35-3) (79: 15-5) (14-9; 3-5) (L5-5: 5-1) I29S5; 2432) (3399: 1683) .=::-?: ■■ Z9G nd 0-3 Í)-K 2-5 25' 2-5 2-5 2-5* 2-5 2-5 04 2-5 líl-5: »1) ii - , (1-9; 31) 121; 1-9) (2-3;2-7) (24; 2«) (L-9; 3-L) (0-3: 0-5) (1-2: 3-7) IP9G 0-7 0-4* 0-7 L 24 15-3 193 0-7 04 04* O'S 0** 02* ;,.).? : r...->, f 14-íJ; 9 S) ( 119: L 6-7) ( L2-B; 25-8) (04: 1-0) (OJ; 0-5) (0-7; 09) \'\\ ■ M* 0-1* 0.7* 31* 0-3* 0-6(0-3: 09) 0 1* 0-2* Hl 3-7 í 4-6: 2-S) 94 HA-*?: 9-91 44* IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace Cytokinin model IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 ■ikiki IťHXI I 11MI líi I'M/ I - niv Íť5JŘ-. ľ'" ■'"*/"r A ui o [lny 1 +íF" o • l^i 12-IP J I Informace o kurzu Předmět zájmu bioinformatiky Předmět zájmu systémové biologie Okruhy se zajímavým matematickým/informatickým základem Jazyky a gramatiky Algebry a dotazování Vyhledávací algoritmy Teorie informace a kódování Diskrétní a stochastické modely Numerické metody a simulace " KM) ííNNi mom inin model IV121 Vybrané aplikace informatiky v biologii - Týden 1 Informace o kurzu LťAŕiet ah—M tule! of Endogenous Cytokinin Metabolism n 54JI i> i im n í 111 i is 2 Ki-liitUť iiiiľ.nwlcr vitím,' *? 1 B. - -■ = -: - 25 - 20- kniMiA ---M»Km ■n---KraNl -KraNi. KMAlt ----K«f,(u\ --Km(iiin) .......ICmíimíit -Kml H ----Kmital - km i i\ Knu.!uííl\ kinAir ■. KmRcd. - ^ knrtiJuOÍy ' krnKm KrMilitS I / f I KmTH KihAIT k -v • k-k •