Bioinformatics
Bioinformatics
How do we analyze lab data? An intro to bioinformatics and its applications.
DNA ์ํ๋ฒณ๊ณผ ์ผํธ๋ด ๋๊ทธ๋ง: ๊ณ์ฐ์ ๋์์ด ๋๊ธฐ ์ํ ๋ฌธ๋ฒ
DNA ยท central dogma ยท transcription ยท translation ยท codon
์ํ์ฑ 3์ธ๋ ๋น๊ต: Sanger ยท NGS ยท ๋กฑ๋ฆฌ๋๊ฐ ๋ฝ์๋ด๋ ๋ฌธ์์ด์ ์ ์ฒด
Sanger ยท Illumina ยท PacBio ยท Nanopore ยท read length
ํด๋ฐ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ์ ๋์ฐ๋ณ์ด: ์งํ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ์ํ์ ์ฌ๊ธฐ์ ์์ํฉ๋๋ค
hamming distance ยท SNP ยท point mutation ยท Jukes-Cantor
GC ๋น์จ๊ณผ ์ข ํ๋ณ: ์ํ๋ฒณ ๋ค ๊ธ์์ ํต๊ณํ์ด ์ข ์ ๊ตฌ๋ณํฉ๋๋ค
GC content ยท codon bias ยท species identification ยท metagenomics
์ญ์๋ณด ์์ด๊ณผ ๋ฐฉํฅ์ฑ: ์ ๋ฐ๋ ๊ฐ๋ฅ๊น์ง ๊ณ์ฐํด์ผ ํ๋๊ฐ
reverse complement ยท sense strand ยท antisense strand ยท strand orientation
DP ์ ์ญ ์ ๋ ฌ: Needleman-Wunsch์ ์์ ์ ๋์ ํ์ด์ฌ 20์ค ๊ตฌํ
sequence alignment ยท dynamic programming ยท Rosalind
DP ๊ตญ์ ์ ๋ ฌ: Smith-Waterman๊ณผ ๊ฒฉ์์์ ์์๋ฅผ ์๋ฅด๋ ์๊ฐ
Smith-Waterman ยท local alignment ยท sequence alignment
์ํ ๊ฐญ ํ๋ํฐ์ Hirschberg: ์ ๋ ฌ์ ์งํ์ ์ผ๋ก ์ ์งํ๊ฒ, ๊ณต๊ฐ์ ์ ํ์ผ๋ก
affine gap ยท Hirschberg ยท gap penalty ยท sequence alignment
BLOSUM๊ณผ PAM: ์ ๋ ฌ ์ ์๋ ์งํ ํ๋ฅ ์์ ์ ๋๋ฉ๋๋ค
BLOSUM ยท PAM ยท substitution matrix ยท log odds
BLAST ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ: ํด๋ฆฌ์คํฑ seed์ ํ์ฅ์ผ๋ก ๊ฒ๋ ์ค์ผ์ผ์ ๋ซ์ต๋๋ค
BLAST ยท seed and extend ยท k-mer ยท local alignment
BLAST E-value ํต๊ณ: Gumbel ๊ทน๊ฐ ๋ถํฌ๋ก ์ ๋ ฌ์ ํ๋ฅ ๋ก ๋ฐ๊ฟ๋๋ค
E-value ยท Karlin-Altschul ยท Gumbel distribution ยท statistical significance
๋ก์ปฌ BLAST ๋ฐ์ดํฐ๋ฒ ์ด์ค ์๋ฒ ๊ตฌ์ถ: ์๊ธฐ ์์ด๋ก ์๊ธฐ ์ค๋ฌด ์ธํ ํ๊ธฐ
BLAST+ ยท makeblastdb ยท local database ยท bioinformatics workflow
์ ๋ฏธ์ฌ ํธ๋ฆฌ์ ์ ๋ฏธ์ฌ ๋ฐฐ์ด: ๋ฌธ์์ด ๊ฒ์์ ๊ธฐํ ์๋ฃ๊ตฌ์กฐ
suffix tree ยท suffix array ยท string matching ยท genome indexing
Burrows-Wheeler Transform: ์์ถ๊ณผ ๊ฒ์ ์๋ฃ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ๋ง๋๋ ์ง์
BWT ยท Burrows-Wheeler ยท LF mapping ยท genome indexing
FM-index์ ์ด๊ณ ์ ํจํด ๋งค์นญ: BWA ยท Bowtie2์ ์ฌ์ฅ
FM-index ยท BWA ยท Bowtie ยท backward search
minimap2์ ๋ฏธ๋๋ง์ด์ : ๋กฑ๋ฆฌ๋ ์๋์ ์ ๋ ฌ ์ธ๋ฑ์ค
minimap2 ยท minimizer ยท long read ยท alignment
Diamond์ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ด๊ณ ์ ๊ฒ์: BLAST๋ฅผ 100๏ฝ10,000๋ฐฐ ์์ง๋ฅธ ์ฌ์ค๊ณ
protein alignment ยท sequence search ยท metagenomics
HMM ๊ธฐ์ด์ Viterbi ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ: ์์ด์ ์จ๊ฒจ์ง ์ํ๋ฅผ ์ฐพ๋ ๋์ ๊ณํ๋ฒ
hidden markov model ยท sequence analysis ยท gene finding
HMM Forward-Backward: ๊ฐ ์๊ฐ ๊ฐ ์ํ์ ํ๋ฅ ์ ๊ณ์ฐํ๋ ๋ ๋ฐฉํฅ DP
hidden markov model ยท sequence analysis ยท posterior decoding
Baum-Welch EM: ๊ด์ธก๋ง์ผ๋ก HMM ํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ฅผ ์๊ฐ ํ์ตํ๋ ๋ฐ๋ณต ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ
hidden markov model ยท unsupervised learning ยท parameter estimation