Sobre modelos de rearranjo de genomas

Orientador: João MeidanisTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de ComputaçãoResumo: Rearranjo de genomas é o nome dado a eventos onde grandes blocos de DNA trocam de posição durante o processo evolutivo. Com a crescente disponibilidade de sequências completas de DNA, a análise desse tipo de eventos pode ser uma importante ferramenta para o entendimento da genômica evolutiva. Vários modelos matemáticos de rearranjo de genomas foram propostos ao longo dos últimos vinte anos. Nesta tese, desenvolvemos dois novos modelos. O primeiro foi proposto como uma definição alternativa ao conceito de distância de breakpoint. Essa distância é uma das mais simples medidas de rearranjo, mas ainda não há um consenso quanto à sua definição para o caso de genomas multi-cromossomais. Pevzner e Tesler deram uma definição em 2003 e Tannier et al. a definiram de forma diferente em 2008. Nesta tese, nós desenvolvemos uma outra alternativa, chamada de single-cut-or-join (SCJ). Nós mostramos que, no modelo SCJ, além da distância, vários problemas clássicos de rearranjo, como a mediana de rearranjo, genome halving e pequena parcimônia são fáceis, e apresentamos algoritmos polinomiais para eles. O segundo modelo que apresentamos é o formalismo algébrico por adjacências, uma extensão do formalismo algébrico proposto por Meidanis e Dias, que permite a modelagem de cromossomos lineares. Esta era a principal limitação do formalismo original, que só tratava de cromossomos circulares. Apresentamos algoritmos polinomiais para o cálculo da distância algébrica e também para encontrar cenários de rearranjo entre dois genomas. Também mostramos como calcular a distância algébrica através do grafo de adjacências, para facilitar a comparação com outras distâncias de rearranjo. Por fim, mostramos como modelar todas as operações clássicas de rearranjo de genomas utilizando o formalismo algébricoAbstract: Genome rearrangements are events where large blocks of DNA exchange places during evolution. With the growing availability of whole genome data, the analysis of these events can be a very important and promising tool for understanding evolutionary genomics. Several mathematical models of genome rearrangement have been proposed in the last 20 years. In this thesis, we propose two new rearrangement models. The first was introduced as an alternative definition of the breakpoint distance. The breakpoint distance is one of the most straightforward genome comparison measures, but when it comes to defining it precisely for multichromosomal genomes, there is more than one way to go about it. Pevzner and Tesler gave a definition in a 2003 paper, and Tannier et al. defined it differently in 2008. In this thesis we provide yet another alternative, calling it single-cut-or-join (SCJ). We show that several genome rearrangement problems, such as genome median, genome halving and small parsimony, become easy for SCJ, and provide polynomial time algorithms for them. The second model we introduce is the Adjacency Algebraic Theory, an extension of the Algebraic Formalism proposed by Meidanis and Dias that allows the modeling of linear chromosomes, the main limitation of the original formalism, which could deal with circular chromosomes only. We believe that the algebraic formalism is an interesting alternative for solving rearrangement problems, with a different perspective that could complement the more commonly used combinatorial graph-theoretic approach. We present polynomial time algorithms to compute the algebraic distance and find rearrangement scenarios between two genomes. We show how to compute the rearrangement distance from the adjacency graph, for an easier comparison with other rearrangement distances. Finally, we show how all classic rearrangement operations can be modeled using the algebraic theoryDoutoradoCiência da ComputaçãoDoutor em Ciência da Computaçã

An algorithm for the composition of jazz solos

Orientador: Furio DamianiDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Um levantamento detalhado dos trabalhos em composição computacional será apresentado. Um algoritmo de composição e performance em tempo real de solos de jazz foi criado, inspirado no estilo bebop. Técnicas utilizadas por músicos de bebop durante os seus improvisos foram implementadas usando-se várias regras. Um novo modelo estocástico, baseado no raciocínio de um músico durante o seu solo, escolhe a saída do algoritmo. O usuário pode avaliar a saída do algoritmo em tempo-real, e isto será utilizado em um processo de aprendizado supervisionado para modificar os parâmetros do modelo estocástico. Algumas amostras de saídas do algoritmo serão mostradas, junto com as conclusõesAbstract: An extensive review of the most prominent works in the field of computer music is presented. A real-time algorithm for composition and performance of jazz solos in the style of bebop was created. Techniques that bebop musicians use on their solos were implemented using several rules. A new stochastic model, inspired by the thinking of a musician during his solo chooses the algorithm output. The user evaluates the algorithm output in real-time, and this input is used in a supervised learning process to change the stochastic model parameters. Samplings of the algorithm output are shown, along with concluding remarksMestradoEletrônica, Microeletrônica e OptoeletrônicaMestre em Engenharia Elétric