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https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1821
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Aplicações do diagrama de Hasse na análise das propriedades dos aminoácidos do código genético |
Autor: | FERNANDES, Roberta Siqueira |
Primeiro orientador: | OLIVEIRA, Anderson José de |
Primeiro membro da banca: | LIMA, Leandro Bezarra de |
Segundo membro da banca: | SANTOS, José Paulo Carvalho dos |
Resumo: | A modelagem algébrica do código genético, cujo objetivo é caracterizar matematicamente o que o mundo biológico realiza, tornou-se um problema instigante e atraente para diversos pes quisadores. As estruturas matemáticas, como os reticulados booleanos, diagramas de Hasse e a distância de Hamming, têm sido utilizadas no processo de análise de fenômenos mutacionais, possibilitando uma análise físico-química dos aminoácidos, além de permitirem a caracteriza ção algébrica do código genético. O matemático Claude E. Shannon foi o precursor da teoria de códigos e aplicou elementos de engenharia na biologia. Este trabalho propõe a construção dos reticulados booleanos e dos diagramas de Hasse primal e dual, utilizando uma permutação, escolhida aleatoriamente, de cada um dos rotulamentos A, B e C, que foram obtidos através de uma analogia do código genético, relacionada com o conjunto de nucleotídeos denotado por N = {A, C, G, T/U} (A-adenina, C-citosina, G-guanina, T-timina/U-uracila) e o alfabeto 4-ário na estrutura de anel, denotado por Z4 = {0, 1, 2, 3}. Da relação entre esses conjuntos é possível obter 24 permutações, as quais podem ser divididas em três rotulamentos (A, B e C), de acordo com as características geométricas e a complementaridade biológica dos mes mos. A partir dessas construções foi realizada uma análise das diferenças e semelhanças físico químicas dos aminoácidos, através da caracterização biológica das construções e dos cálculos das médias das distâncias de Hamming entre os códons. Os resultados expostos neste trabalho contribuem para o desenvolvimento de ferramentas que podem ser aplicadas em diversas áreas do conhecimento, como engenharia genética, devido ao fato de terem sido utilizados elementos de Matemática, Biologia e Códigos Corretores de Erros, uma vez que podem servir como base para estudos relacionados a fenômenos mutacionais. |
Abstract: | The algebraic modeling of the genetic code, aiming to characterize mathematically what the biological world does, has become an exciting and attractive problem for several researchers. Mathematical structures, such as Boolean lattices, Hasse diagrams and Hamming distance, have been used in the process of analyzing mutational phenomena, allowing a physical-chemical analysis of amino acids, in addition to allowing the algebraic characterization of the genetic code. The mathematician Claude E. Shannon was the forerunner of code theory and applied elements of engineering in biology. This work proposes the construction of the Boolean lattices and the Hasse diagrams primal and dual, using a permutation, chosen randomly, from each of the labels A, B and C, which were obtained through an analogy of the genetic code, related to the set of nucleotides denoted by N = {A, C, G, T/U} (A-adenine, C-cytosine, G-guanine, T-timine/ U-uracile) and the 4-ary alphabet in the ring structure, denoted by Z4 = {0, 1, 2, 3}. From the relationship between these sets, it is possible to obtain 24 permutations, which can be divided into three labels (A, B and C), according to the geometric characteristics and their bio logical complementarity. From these constructions, an analysis of the differences and physico chemical similarities of the amino acids was carried out, through the biological characterization of the constructions and the calculations of the average Hamming distances among the codons, relevant for the study of mutational phenomena. The results exposed in this work contribute to the development of tools that can be applied in several areas of knowledge such as genetic engineering, due to the fact that elements of Mathematics, Biology and Error Correcting Codes were used, since it can serve as a basis for studies related to mutational phenomena |
Palavras-chave: | Álgebra abstrata Álgebra Booleana Matemática aplicada Biologia |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Alfenas |
Sigla da instituição: | UNIFAL-MG |
Departamento: | Instituto de Ciências Exatas |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Estatística Aplicada e Biometria |
Citação: | FERNANDES, Roberta Siqueira. Aplicações do diagrama de Hasse na análise das propriedades dos aminoácidos do código genético. 2021. 92 f. Dissertação (Mestrado em Estatística Aplicada e Biometria) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas/MG, 2021. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1821 |
Data de defesa: | 30-Abr-2021 |
Aparece nas coleções: | Mestrado |
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