Um algoritmo algébrico para o Problema da Distância de Transposição em Rearranjo de Genomas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Luiz Augusto Garcia da
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/15463
Resumo: Dissertação (Mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação Mestrado em Informática, 2013.
id UNB_213cb8d42e1bfbcb34af9eb3eda29e7f
oai_identifier_str oai:repositorio.unb.br:10482/15463
network_acronym_str UNB
network_name_str Repositório Institucional da UnB
repository_id_str
spelling Um algoritmo algébrico para o Problema da Distância de Transposição em Rearranjo de GenomasGenomasÁlgebraAlgoritmosDissertação (Mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação Mestrado em Informática, 2013.Em Biologia Computacional, eventos mutacionais afetando grandes porções de um genoma são estudados na área de Rearranjo de Genomas. Particularmente, a transposição é um evento mutacional que troca de posição dois blocos contíguos de genes em um cromossomo. Este evento gera o problema da distância de transposição (PDT), que consiste em encontrar o número mínimo de transposições necessárias para transformar um cromossomo em outro. Recentemente, foi mostrado que o PDT é NP-difícil. Na literatura, muitos algoritmos foram propostos para resolver este problema, seguindo abordagens diferentes. Neste trabalho, utilizaremos o formalismo algébrico proposto por Meidanis e Dias, para a modelagem de cromossomos e transposições, e resultados clássicos de Grupos de Permutações para propor um algoritmo de aproximação com razão 2 para o problema da distância de transposição. Embora existam algoritmos com razão de aproximação melhores, a contribuição do presente trabalho é teórica, pois propõe uma solução para o problema da distância de transposição utilizando apenas resultados conhecidos de Teoria de Grupos de Permuta- ções, desvinculada do formalismo clássico Bafna e Pevzner. É importante notar que nosso algoritmo simula, de forma natural, a solução baseada em grafo de ciclos de Bafna e Pevzner. Nossa solução poderá ser automatizada em parte, e acreditamos que indica caminhos novos, que possibilitarão tanto diminuir a razão de aproximação quanto obter uma outra prova usando resultados de Grupos de Permutações para mostrar que o problema da distância de transposição é NP-difícil. O algoritmo proposto foi implementado na linguagem de programação Java. Utilizamos um sistema de álgebra computacional, chamado GAP, para computar operações envolvendo permutações. O algoritmo foi auditado na ferramenta GRAAu, o que permitiu a comparação de todas as distâncias de transposições dadas por nosso algoritmo, para todas as permutações de tamanho 2 até 11, com os valores exatos. Os resultados dessa auditoria foram comparados com outros encontrados na literatura. ______________________________________________________________________________ ABSTRACTIn computational biology, mutational events a ecting large portions of a genome are studied in genome rearrangements. Particularly, transposition is a mutational event that changes two contiguous blocks of genes inside a single chromosome. This event generates the problem of transposition distance, which is to nd the minimum number of transpositions transforming a chromosome into another. Recently, this problem was proved to be NP-hard. In the literature many algorithms were proposed to solve this problem, taking into account di erent approaches. In the present work, we will use the algebraic formalism for chromosome modeling and transpositions proposed by Meidanis and Dias, and classic results of Permutation Groups to suggest a 2-approximation algorithm for the transposition distance problem. Although there are better approximation algorithms, the contribution of this work is the proposition of a solution to the transposition distance problem using only known results of Permutation Groups Theory, dissociated from the classic formalism proposed by Bafna and Pevzner. It is worth noting that our algorithm simulates, in a natural way, the solution based on Bafna and Pevzner's cycle graph. Our solution can be automated in part, and we believe that it indicates new ways that enable to decrease the approximation ratio and to achieve another proof, using results of Permutation Groups, to show that the problem of transposition distance is NP-hard. The proposed algorithm was implemented using Java programming language. We have used a computer algebra system, called GAP, to compute operations involving permutations. The algorithm was also audited in GRAAu tool, which allowed the comparison of all transposition distances given by our algorithm, for all permutations of size 2 to 11, with the exact values. The results of this audit were compared with others found in the literature.Instituto de Ciências Exatas (IE)Departamento de Ciência da Computação (IE CIC)Programa de Pós-Graduação em InformáticaWalter, Maria Emília Machado TellesSilva, Luiz Augusto Garcia da2014-04-16T14:54:51Z2014-04-16T14:54:51Z2014-04-162013-12-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, Luiz Augusto Garcia da. Um algoritmo algébrico para o Problema da Distância de Transposição em Rearranjo de Genomas. 2013. vii, 71 f., il. Dissertação (Mestrado em Informática)—Universidade de Brasília, Brasília, 2013.http://repositorio.unb.br/handle/10482/15463A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-03-14T15:40:50Zoai:repositorio.unb.br:10482/15463Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-03-14T15:40:50Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
dc.title.none.fl_str_mv Um algoritmo algébrico para o Problema da Distância de Transposição em Rearranjo de Genomas
title Um algoritmo algébrico para o Problema da Distância de Transposição em Rearranjo de Genomas
spellingShingle Um algoritmo algébrico para o Problema da Distância de Transposição em Rearranjo de Genomas
Silva, Luiz Augusto Garcia da
Genomas
Álgebra
Algoritmos
title_short Um algoritmo algébrico para o Problema da Distância de Transposição em Rearranjo de Genomas
title_full Um algoritmo algébrico para o Problema da Distância de Transposição em Rearranjo de Genomas
title_fullStr Um algoritmo algébrico para o Problema da Distância de Transposição em Rearranjo de Genomas
title_full_unstemmed Um algoritmo algébrico para o Problema da Distância de Transposição em Rearranjo de Genomas
title_sort Um algoritmo algébrico para o Problema da Distância de Transposição em Rearranjo de Genomas
author Silva, Luiz Augusto Garcia da
author_facet Silva, Luiz Augusto Garcia da
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Walter, Maria Emília Machado Telles
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Luiz Augusto Garcia da
dc.subject.por.fl_str_mv Genomas
Álgebra
Algoritmos
topic Genomas
Álgebra
Algoritmos
description Dissertação (Mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação Mestrado em Informática, 2013.
publishDate 2013
dc.date.none.fl_str_mv 2013-12-01
2014-04-16T14:54:51Z
2014-04-16T14:54:51Z
2014-04-16
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SILVA, Luiz Augusto Garcia da. Um algoritmo algébrico para o Problema da Distância de Transposição em Rearranjo de Genomas. 2013. vii, 71 f., il. Dissertação (Mestrado em Informática)—Universidade de Brasília, Brasília, 2013.
http://repositorio.unb.br/handle/10482/15463
identifier_str_mv SILVA, Luiz Augusto Garcia da. Um algoritmo algébrico para o Problema da Distância de Transposição em Rearranjo de Genomas. 2013. vii, 71 f., il. Dissertação (Mestrado em Informática)—Universidade de Brasília, Brasília, 2013.
url http://repositorio.unb.br/handle/10482/15463
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UnB
instname:Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
instname_str Universidade de Brasília (UnB)
instacron_str UNB
institution UNB
reponame_str Repositório Institucional da UnB
collection Repositório Institucional da UnB
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@unb.br
_version_ 1810580690824069120

Registros relacionados