Aplikace pro zpracování dat z oblasti evoluční biologie

Abstract

Tvorba fylogenetických stromů je v současnosti běžnou vizualizační metodou na vyjádření evolučních vztahů druhů. Tato práce se soustředí na vysvětlení matematické teorie popisující molekulární fylogenetiku a na návrh modifikovaného algoritmu na odvozování evolučního stromu založeného na vnitroskupinové analýze nukleotidových a aminokyselinových sekvencí. Dále popisuje objektový návrh a implementaci těchto metod v jazyce Python a integraci nástroje do velkého bioinformatického portálu. Navžená řešení dávají lepší výsledky oproti konvenčním metodám při zhlukování předdefinovaných shluků a jsou co do vstupních dat široce použitelné. Práce také závěrem diskutuje možné jiné aplikace navrhnutých metod a ich rozšíření na iné obory informačních technologií.

Phylogenetic tree inference is a very common method for visualising evolutionary relationships among species. This work focuses on explanation of mathematical theory behind molecular phylogenetics as well as design of a modified algorithm for phylogenetic tree inference based on intra-group analysis of nucleotide and amino acid sequences. Furthermore, it describes the object design and implementation of the proposed methods in Python language, as well as its integration into powerful bioinformatic portal. The proposed modified algorithmic solutions give better results comparing to standard methods, especially on the field of clustering of predefined groups. Finally, future work as well as an application of proposed methods to other fields of information technology are discussed.