Category: WBO

Dziś będziemy mówić o modelach ewolucji sekwencji.

Slajdy do wykładu są tu: wyk2.

Podczas labów mogą Państwo korzystać z serwera Jupyter, który ma zainstalowany pakiet biopython. (kilka porad jak używać jupyter’a tu )

Zadania do wykonania na dziś:

1. Obejrzyj moduł Bio.SubsMat.MatrixInfo, gdzie zdefiniowane są modele PAM i BLOSUM

2. Zaimplementuj prosty łańcuch Markowa, który pozwoli na symulowanie mutacji w czasie dyskretnym, zgodnie z macierzami przejścia zdefiniowanymi wykorzystując moduł SubsMat (substitution table). Rozważ model analogiczny do modelu Kimury i Felsensteina

3. Rozważ sekwencje z pliku fasta z poprzednich zajęć. Zbadaj ile mutacji losowych potrzeba aby Łańcuch Markowa “przeszedł” pomiędzy dwiema sekwencjami bez selekcji.

4. Zaimplementuj prosty proces Markowa z selekcją – jeśli mutacja zbliża nas do “celu” w sensie odległości Hamminga, to ją akceptuj, w przeciwnym razie wracaj do punktu wyjścia.

 

Dzisiaj będziemy rozmawiać o sekwencjach DNA i grafach. Slajdy do wykładu są tu: wyk1

W laboratorium spróbujemy zająć się następującymi kwestiami:

1. Spróbujemy wczytać zestaw sekwencji z pliku FASTA przy pomocy biblioteki Bio.Seq z pakietu Biopython. Mamy do dyspozycji plik test_fasta Na początek warto go wczytać i wypisać do innego pliku zestaw sekwencji komplementarnych do sekwencji wejściowych.

2. Napiszemy funkcje kmers(s,k), która na podstawie sekwencji DNA daje nam wszystkie k-mery (podsekwencje długości k) składające się na widmo sekwencji s. Rozważymy dwa warianty – gdy widmo zawiera tylko podsekwencje s, i drugą, gdzie do widma zaliczamy też fragmenty sekwencji komplementarnej.

3. Napiszemy funkcje euler(kmers) i hamilton(kmers), które tworzą graf na podstawie widma k-merów i znajdują w nim wszystkie ścieżki.

4. Spróbujemy rozwiązać problem znajdowania zestawu sond komplementarnych z ostatniego slajdu. Zarówno dla problemu ze stałą długością sond jak i dla problemu ze stałą temperaturą topnienia sond.

Praca domowa:

Napisz program, który znajduje minimalne k, dla którego istnieje zbiór sond długości k komplementarnych do zestawu sekwencji zadanych w pliku .fasta. Rozwiązanie polega na przysłaniu programu (z komentarzami), który znajduje minimalne k oraz wyniku jego uruchomienia dla wybranych genów drożdży Saccharomyces cerevisiae yeast.fa.

Zadania oceniam przez 2 tygodnie, czyli do 13. marca.