Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών. Βιοπληροφορική. Ενότητα 11: Κατασκευή φυλογενετικών δέντρων part II

Σχετικά έγγραφα
Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών. Βιοπληροφορική. Ενότητα 10: Κατασκευή φυλογενετικών δέντρων

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Νέες Τεχνολογίες και Καλλιτεχνική Δημιουργία

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Διοικητική Λογιστική

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Τεχνολογία & Καινοτομία - Αρχές Βιομηχανικής Επιστήμης

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 10η Άσκηση Αλγόριθμος Dijkstra

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Τεχνοοικονομική Μελέτη

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Διοίκηση Εξωτερικής Εμπορικής Δραστηριότητας

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 3: Έλεγχοι στατιστικών υποθέσεων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 1: Καταχώρηση δεδομένων

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Prim

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Βάσεις Περιβαλλοντικών Δεδομένων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 2: Περιγραφική στατιστική

Κοινωνιολογία της Εκπαίδευσης

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

Ιστορία της μετάφρασης

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους (1)

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Εισαγωγή στην πληροφορική

Μεθοδολογία Έρευνας Κοινωνικών Επιστημών Ενότητα 2: ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ Λοίζου Ευστράτιος Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων-Kατεύθυνση

Νέες Τεχνολογίες και Καλλιτεχνική Δημιουργία

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 6

Εισαγωγή στην πληροφορική

Συστήματα Παράλληλης & Κατανεμημένης Επεξεργασίας

Λογιστική Κόστους Ενότητα 10: Ασκήσεις Προτύπου Κόστους Αποκλίσεων.

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Διοικητική Λογιστική

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Δομές Δεδομένων Ενότητα 1

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Kruskal

Τεχνολογία και Καινοτομία - Οικονομική Επιστήμη και Επιχειρηματικότητα

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Μαθηματική Ανάλυση ΙI

Τεχνικό Σχέδιο - CAD

Κοινωνιολογία της Εκπαίδευσης

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 9: Υβριδισμός. Τόλης Ευάγγελος

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Διαχείριση Πολιτισμικών Δεδομένων

Εισαγωγή στον δομημένο προγραμματισμό

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού Υπέρθερμου Ατμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Θέματα Εφαρμοσμένης. Ενότητα 14.2: Η ψήφος στα πρόσωπα. Θεόδωρος Χατζηπαντελής Τμήμα Πολιτικών Επιστημών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνων

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Βάσεις Δεδομένων. Ενότητα 1: Εισαγωγή στις Βάσεις δεδομένων. Πασχαλίδης Δημοσθένης Τμήμα Ιερατικών σπουδών

Μάρκετινγκ Αγροτικών Προϊόντων

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 14: Χημική ισορροπία

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Διδακτική Πληροφορικής

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Φροντιστήριο 1

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών. Διακριτά Μαθηματικά. Ενότητα 7: Σχέσεις και Συναρτήσεις

ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΚΑΤΑΝΑΛΩΤΗ

P (B) P (B A) = P (AB) = P (B). P (A)

Τεχνικό Σχέδιο - CAD

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Βιοπληροφορική. Ενότητα 16: Μεθοδολογίες (Ανα-) Κατασκευής, 2 ΔΩ. Τμήμα: Βιοτεχνολογίας Όνομα καθηγητή: Τ. Θηραίου

Εφαρμογές πληροφορικής σε θέματα πολιτικού μηχανικού

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 6

Εννοιες και Παράγοντες της Ψηφιακής Επεξεργασίας Εικόνας

Τεχνοοικονομική Μελέτη

Λογιστική Κόστους. Ενότητα 4: ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ - ΦΥΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ. Μαυρίδης Δημήτριος Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής

1 η Διάλεξη. Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

Μυελού των Οστών Ενότητα #1: Ερωτήσεις κατανόησης και αυτόαξιολόγησης

Ενότητα. Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Φροντιστήριο 4

Μαθηματική Ανάλυση ΙI

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

Τεχνικό Σχέδιο - CAD. Τόξο Κύκλου. Τόξο Κύκλου - Έλλειψη. ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνση Τεχνολογιών Φυσικού Περιβάλλοντος

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Transcript:

Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Βιοπληροφορική Ενότητα 11: Κατασκευή φυλογενετικών δέντρων part II Αν. καθηγητής Αγγελίδης Παντελής e-mail: paggelidis@uowm.gr ΕΕΔΙΠ Μπέλλου Σοφία e-mail: sbellou@uowm.gr Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ψηφιακά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

Κατασκευή φυλογενετικών δέντρων 4

Μέθοδοι κατασκευής φυλογενετικών δέντρων Μέθοδοι βασισμένες σε χαρακτήρες εξελεγκτικά μοντέλα: Μέθοδος μέγιστης συντήρησης (Maximum parsimony method). Μέθοδοι βασισμένες στην απόσταση: UPGMA (Unweighted pair-group method). Fitch and Margoliash Algorithm. Neighbor-joining method. 5

Branches Image: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/about/primer/phylo.html 6

Neighbor-joining method (1/3) Produces unrooted tree. Similar to Fitch-Margoliash method. The choice as to which sequence to pair is determined by a different algorithm. specially suitable when the rate of evolution of the separate lineages under consideration varies. Special case of star decomposition. The pairing of sequences is based on the effect of the pairing on the sum of the branch length of the tree. 7

Neighbor-joining method (2/3) 1. Το αρχικό δέντρο είναι ένα δέντρο-αστέρι. 2. Υπολογίζεται η συνολική απόσταση κάθε είδους από όλα τα υπόλοιπα. Δημιουργείται ένας νέος πίνακας. 3. Υπολογίζεται η απόσταση κάθε ζεύγους από όλες τις υπόλοιπες οντότητες. 4. Επιλέγεται το ζεύγος με τη μεγαλύτερη απόσταση από τις υπόλοιπες οντότητες και ορίζεται ο κόμβος μεταξύ τους. 8

Neighbor-joining method (3/3) 5. Κατασκευάζεται καινούργιος πίνακας χρησιμοποιώντας τον κόμβο μεταξύ των δύο οντοτήτων. 6. Υπολογίζουμε αποστάσεις από τον κόμβο. 7. Επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία μέχρι να φτάσουμε στην τελευταία οντότητα. 9

Neighbor-joining method xample (1/13) A B C D A 5 4 9 8 B 5 10 9 C 7 6 D 7 A D B C Υπολογίζουμε τις αποστάσεις κάθε αλληλουχίας με όλες τις υπόλοιπες A BCD: 5+4+9+8=26 B ACD: 5+5+10+9=29 C ABD: 4+5+7+6=22 D ABC: 9+10+7+7=33 ABCD: 8+9+6+7=30 10

Neighbor-joining method xample (2/13) A B C D A 5 4 9 8 B 5 10 9 C 7 6 D 7 A D B C Υπολογίζουμε τις αποστάσεις κάθε ζεύγους από τις υπόλοιπες αλληλουχίες M nm =(N-2)d nm -R n -R m, όπου d nm : απόσταση μεταξύ n,m R n : απόσταση n από όλες τις υπόλοιπες R m : απόσταση m από όλες τις υπόλοιπες 11

Neighbor-joining method xample (3/13) Υπολογίζουμε τις αποστάσεις κάθε ζεύγους από τις υπόλοιπες αλληλουχίες M nm =(N-2)d nm -R n -R m, όπου A B d nm : απόσταση μεταξύ n,m R n : απόσταση n από όλες τις υπόλοιπες R m : απόσταση m από όλες τις υπόλοιπες C D Απόσταση του ΑΒ από το C: AB-AC-BC Απόσταση του ΑΒ από το D: AB-AD-BD Απόσταση του ΑΒ από το : AB-A-B M nm =3AB-(AC+AD+A)-(BC+BD+B) M nm =(N-2)d AB -R A -R B 12

Neighbor-joining method xample (4/13) A B C D A 5 4 9 8 B 5 10 9 C 7 6 D 7 M nm =(N-2)d nm -R n -R m R A : A BCD: 5+4+9+8=26 R B : B ACD: 5+5+10+9=29 R C : C ABD: 4+5+7+6=22 R D : D ABC: 9+10+7+7=33 R : ABCD: 8+9+6+7=30 M AB = 3 5 26-29 = -40 M AC = 3 4 26-22 = -36 M AD = 3 9 26-33 = -32 M A = 3 8 26-30 = -32 M BC = 3 5 29-22 = -36 M BD = 3 10 29-33 = -32 M B = 3 9 29-30 = -32 M CD = 3 7 22-33 = -34 M C = 3 6 22-30 = -34 M D = 3 7 33-30 = -42 13

Neighbor-joining method xample (5/13) A B C D A 5 4 9 8 B 5 10 9 ABC z V d D C 7 6 D 7 e d + e = 7 D ABC: d+z = (DA+DB+DC)/3=8.67 ABC: e+z = (A+B+C)/3=7.67 Τελικά: d = 4, e = 3, z=4,67 Δημιουργείται ο κόμβος V μεταξύ D & 14

Neighbor-joining method xample (6/13) A B C D A 5 4 9 8 B 5 10 9 ABC z V 4 D C 7 6 D 7 3 Υπολογίζεται η απόσταση κάθε αλληλουχίας εκτός κόμβου, από τον κόμβο, δηλ, η απόσταση των A, B, C από τον κόμβο V A V: (AD+A-D)/2 = 5 B V: (BD+B-D)/2 = 6 C V: (CD+C-D)/2 = 3 ΠΡΟΣΟΧΗ: Η μέση απόσταση από τον κόμβο είναι [(5+6+3)/3 = 4,67], ίσο με το z 15

Neighbor-joining method xample (7/13) Κατασκευάζουμε τον καινούργιο πίνακα αποστάσεων τοποθετώντας τον κόμβο V στη θέση των D &. A B C D A 5 4 9 8 B 5 10 9 C 7 6 D 7 A B C V A 5 4 5 B 5 6 C 3 V 16

Neighbor-joining method xample (8/13) A B C V A 5 4 5 B 5 6 C 3 D 4 V 3 C V A B Επαναλαμβάνω την ίδια διαδικασία: R A : 5+4+5=14 R B : 5+5+6=16 R C : 4+5+3=12 R V : 5+6+3=14 17

Neighbor-joining method xample (9/13) A B C V A 5 4 5 B 5 6 C 3 V Επαναλαμβάνω την ίδια διαδικασία: R A : 5+4+5=14 R B : 5+5+6=16 R C : 4+5+3=12 R V : 5+6+3=14 M nm =(N-2)d nm -R n -R m M AB = 2 5 14-16 = -20 M AC = 2 4 14-12 = -18 M AV = 2 5 14-14 = -18 M BC = 2 5 16-12 = -18 M BV = 2 6 16-14 = -18 M CV = 2 3 12-14 = -20 18

Neighbor-joining method xample (10/13) A B C V A 5 4 5 B 5 6 C 3 V A B a b W y CV Υπολογίζω τις αποστάσεις a & b: a + b = 5 a + y = (AC+AV)/2=4.5 b + y = (BC+BV)/2=5.5 Τελικά: a = 2, b = 3 19

Neighbor-joining method xample (11/13) A B C V A 5 4 5 B 5 6 C 3 V A B 2 3 W y CV Υπολογίζεται η απόσταση κάθε αλληλουχίας εκτός κόμβου, από τον κόμβο, δηλ, η απόσταση των C, V από τον κόμβο W C W: (CA+CB-AB)/2 = 2 V W: (VA+VB-AB)/2 = 3 20

Neighbor-joining method xample (12/13) A B C V A 5 4 5 B 5 6 C 3 V D W C V W 2 3 C 3 V A D 4 V 3 B C A 4 V 2 1 2 3 1 W 3 C B 21

Neighbor-joining method xample (13/13) D A D B C A 4 V 2 1 2 3 1 W 3 C B 22

Τέλος Ενότητας 23

Σημείωμα Αναφοράς Copyright, Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, Αγγελίδης Παντελής. «Βιοπληροφορική». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: https: //eclass.uowm.gr/courses/ict102/ 24

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Όχι Παράγωγα Έργα Μη Εμπορική Χρήση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] h t t p ://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό 25

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 26