Simulation des réseaux de régulation génétique / Allouache, Sara  

Public ISBD Titre : Simulation des réseaux de régulation génétique Type de document : texte imprimé Auteurs : Allouache, Sara, Auteur ; Fatiha Brahim salem, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2019 Importance : 1 vol (59 f .) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : Bio-informatique Réseaux de régulation génétique Algorithmes génétiques Simulation de réseaux de régulation génétique Index. décimale : 004 Informatique Résumé : Les réseaux de régulation génétiques (RRG) permettent aux biologistes de simuler le fonctionnement d'un organisme, et facilitent la compréhension des fonctions des gènes. Inspirant de la biologie, de l'informatique et des mathématiques, le processus de modélisation permet de décrire et de prédire le comportement des réseaux de régulation génétique. Ce mémoire s‟intéresse au développement d‟un algorithme pour ce problème. La stratégie que nous avons adoptée est une approche pour la reconstruction de réseaux génomiques, basée sur l'utilisation des algorithmes génétiques. Notre algorithme propose une combinaison d'évolutions génétiques à une échelle locale d'abord, globale ensuite. Il a la capacité de traiter indifféremment des données statiques, dynamiques ou des données complémentaires. Comparé aux algorithmes existants sur des données numériques, il se révèle plus performant dans certains cas de figures, équivalent sinon. Note de contenu : Sommaire Remerciement ......................................................................................................................... II Dédicaces ............................................................................................................................. III Introduction générale ....................................................................................................... 1 Chapitre 01 : ..................................................................................................................... 3 Introduction ..................................................................................................................... 4 1. Notions générales en bio-informatique ...................................................................... 4 1.1. La bio-informatique .................................................................................................... 4 1.2. Notions de base biologiques ......................................................................................... 4 1.2.1. Cellule ............................................................................................................................................. 5 1.2.2. ADN ................................................................................................................................................ 5 1.2.3. Chromosome .................................................................................................................................. 5 1.2.4. Gène ................................................................................................................................................ 6 1.2.5. Protéine .......................................................................................................................................... 6 1.2.6. ARN (Acide ribonucléique) .......................................................................................................... 7 1.3. Mécanismes biologiques .............................................................................................. 7 1.3.1. De la cellule à l'ADN ..................................................................................................................... 7 1.3.2. De l'ADN à la protéine .................................................................................................................. 8 1.4. Les réseaux d’interactions ........................................................................................... 9 1.4.1. Les réseaux de métabolites ........................................................................................................... 9 1.4.2. Les réseaux d’interaction protéines à protéine ........................................................................... 9 1.4.3. Les réseaux de régulation génique ............................................................................................. 10 2. Modélisation des réseaux de régulation génique (RRG) ........................................... 10 2.1. Définition réseau de régulation génétique .................................................................. 10 2.2. Modélisation .............................................................................................................. 10 2.2.1. Les graphes .................................................................................................................................. 11 2.2.2. Les équations différentielles ....................................................................................................... 11 2.2.3. Le modèle stochastique ............................................................................................................... 12 2.2.4. Les réseaux bayésiens .................................................................................................................. 12 2.2.5. Les modèles qualitatifs ................................................................................................................ 13 Conclusion ..................................................................................................................... 14 Chapitre 02 : ................................................................................................................... 15 Introduction ................................................................................................................... 16 1. Définition d’un algorithme génétique ...................................................................... 16 2. Fonctionnement des algorithmes génétiques ............................................................ 17 2.1. Initialisation .............................................................................................................. 17 2.2. Evaluation ................................................................................................................. 18 2.3. Reproduction ............................................................................................................ 18 Sommaire 2019 V 3. Codage .................................................................................................................... 18 3.1. Codage binaire .......................................................................................................... 19 3.2. Codage réel ............................................................................................................... 19 4. Génération aléatoire de la population initiale .......................................................... 20 5. La fonction de performance (fitness) ....................................................................... 20 6. Les opérateurs des algorithmes génétiques ............................................................... 21 6.1. Opérateur de sélection .............................................................................................. 21 6.1.1. La sélection pour la reproduction .............................................................................................. 22 6.1.2. La sélection pour le remplacement ............................................................................................ 22 6.2. Opérateur de croisement ........................................................................................... 23 6.2.1. Croisement en 1-point ................................................................................................................. 24 6.2.2. Croisement en 2-points ............................................................................................................... 24 6.2.3. Croisement uniforme .................................................................................................................. 25 6.3. Opérateur de mutation .............................................................................................. 26 7. Les paramètres d’un algorithme génétique .............................................................. 27 7.1. La taille de la population ........................................................................................... 27 7.2. La probabilité de croisement ..................................................................................... 27 7.3. La probabilité de mutation ........................................................................................ 28 8. Les applications des algorithmes génétiques ............................................................ 28 9. Les limites des algorithmes génétiques ..................................................................... 28 Conclusion ..................................................................................................................... 29 Chapitre03 : .................................................................................................................... 30 Introduction .................................................................................................................... 31 1. Définition de l’algorithme COGARE ....................................................................... 31 2. Les données utilisées par COGARE ......................................................................... 31 2.1. Les données dynamiques ........................................................................................... 31 2.2. Les données statiques ................................................................................................ 32 2.3. Les données complémentaires ................................................................................... 32 3. Les sections de COGARE ........................................................................................... 33 3.1. La section simulation................................................................................................. 33 3.2. La section reconstruction .......................................................................................... 34 4. Le déroulement de l’algorithme COGARE ............................................................... 36 5. Les opérations de l’algorithme COGARE ................................................................ 38 5.1. L’opération de sélection ............................................................................................ 38 5.2. L’opération de croisement ......................................................................................... 39 5.3. L’opération de mutation ........................................................................................... 39 Sommaire 2019 Conclusion ...................................................................................................................... 40 Chapitre 04 : ................................................................................................................... 41 Introduction .................................................................................................................... 42 1. Outils d’implémentation .......................................................................................... 42 1.1. Coté matérielle .......................................................................................................... 42 1.2. Coté logiciel ............................................................................................................... 42 1.2.1. Le langage de programmation « JAVA » ................................................................................. 43 1.2.2. NetBeans....................................................................................................................................... 43 2. Algorithme général.................................................................................................. 43 2.1. La classe individu ...................................................................................................... 45 2.2. La classe population .................................................................................................. 46 2.3. La classe main ........................................................................................................... 48 3. L’interface graphique de l’application ..................................................................... 50 4. Fonctionnement de l’application et résultat ............................................................. 51 Conclusion ...................................................................................................................... 56 Conclusion générale ........................................................................................................ 57 Webographie .... Côte titre : MAI/0321 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1Wnyl6xAt9gTX_PRN8AXGUcxAyzyjmgA1/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : pdf Simulation des réseaux de régulation génétique [texte imprimé] / Allouache, Sara, Auteur ; Fatiha Brahim salem, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2019 . - 1 vol (59 f .) ; 29 cm. Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : Bio-informatique Réseaux de régulation génétique Algorithmes génétiques Simulation de réseaux de régulation génétique Index. décimale : 004 Informatique Résumé : Les réseaux de régulation génétiques (RRG) permettent aux biologistes de simuler le fonctionnement d'un organisme, et facilitent la compréhension des fonctions des gènes. Inspirant de la biologie, de l'informatique et des mathématiques, le processus de modélisation permet de décrire et de prédire le comportement des réseaux de régulation génétique. Ce mémoire s‟intéresse au développement d‟un algorithme pour ce problème. La stratégie que nous avons adoptée est une approche pour la reconstruction de réseaux génomiques, basée sur l'utilisation des algorithmes génétiques. Notre algorithme propose une combinaison d'évolutions génétiques à une échelle locale d'abord, globale ensuite. Il a la capacité de traiter indifféremment des données statiques, dynamiques ou des données complémentaires. Comparé aux algorithmes existants sur des données numériques, il se révèle plus performant dans certains cas de figures, équivalent sinon. Note de contenu : Sommaire Remerciement ......................................................................................................................... II Dédicaces ............................................................................................................................. III Introduction générale ....................................................................................................... 1 Chapitre 01 : ..................................................................................................................... 3 Introduction ..................................................................................................................... 4 1. Notions générales en bio-informatique ...................................................................... 4 1.1. La bio-informatique .................................................................................................... 4 1.2. Notions de base biologiques ......................................................................................... 4 1.2.1. Cellule ............................................................................................................................................. 5 1.2.2. ADN ................................................................................................................................................ 5 1.2.3. Chromosome .................................................................................................................................. 5 1.2.4. Gène ................................................................................................................................................ 6 1.2.5. Protéine .......................................................................................................................................... 6 1.2.6. ARN (Acide ribonucléique) .......................................................................................................... 7 1.3. Mécanismes biologiques .............................................................................................. 7 1.3.1. De la cellule à l'ADN ..................................................................................................................... 7 1.3.2. De l'ADN à la protéine .................................................................................................................. 8 1.4. Les réseaux d’interactions ........................................................................................... 9 1.4.1. Les réseaux de métabolites ........................................................................................................... 9 1.4.2. Les réseaux d’interaction protéines à protéine ........................................................................... 9 1.4.3. Les réseaux de régulation génique ............................................................................................. 10 2. Modélisation des réseaux de régulation génique (RRG) ........................................... 10 2.1. Définition réseau de régulation génétique .................................................................. 10 2.2. Modélisation .............................................................................................................. 10 2.2.1. Les graphes .................................................................................................................................. 11 2.2.2. Les équations différentielles ....................................................................................................... 11 2.2.3. Le modèle stochastique ............................................................................................................... 12 2.2.4. Les réseaux bayésiens .................................................................................................................. 12 2.2.5. Les modèles qualitatifs ................................................................................................................ 13 Conclusion ..................................................................................................................... 14 Chapitre 02 : ................................................................................................................... 15 Introduction ................................................................................................................... 16 1. Définition d’un algorithme génétique ...................................................................... 16 2. Fonctionnement des algorithmes génétiques ............................................................ 17 2.1. Initialisation .............................................................................................................. 17 2.2. Evaluation ................................................................................................................. 18 2.3. Reproduction ............................................................................................................ 18 Sommaire 2019 V 3. Codage .................................................................................................................... 18 3.1. Codage binaire .......................................................................................................... 19 3.2. Codage réel ............................................................................................................... 19 4. Génération aléatoire de la population initiale .......................................................... 20 5. La fonction de performance (fitness) ....................................................................... 20 6. Les opérateurs des algorithmes génétiques ............................................................... 21 6.1. Opérateur de sélection .............................................................................................. 21 6.1.1. La sélection pour la reproduction .............................................................................................. 22 6.1.2. La sélection pour le remplacement ............................................................................................ 22 6.2. Opérateur de croisement ........................................................................................... 23 6.2.1. Croisement en 1-point ................................................................................................................. 24 6.2.2. Croisement en 2-points ............................................................................................................... 24 6.2.3. Croisement uniforme .................................................................................................................. 25 6.3. Opérateur de mutation .............................................................................................. 26 7. Les paramètres d’un algorithme génétique .............................................................. 27 7.1. La taille de la population ........................................................................................... 27 7.2. La probabilité de croisement ..................................................................................... 27 7.3. La probabilité de mutation ........................................................................................ 28 8. Les applications des algorithmes génétiques ............................................................ 28 9. Les limites des algorithmes génétiques ..................................................................... 28 Conclusion ..................................................................................................................... 29 Chapitre03 : .................................................................................................................... 30 Introduction .................................................................................................................... 31 1. Définition de l’algorithme COGARE ....................................................................... 31 2. Les données utilisées par COGARE ......................................................................... 31 2.1. Les données dynamiques ........................................................................................... 31 2.2. Les données statiques ................................................................................................ 32 2.3. Les données complémentaires ................................................................................... 32 3. Les sections de COGARE ........................................................................................... 33 3.1. La section simulation................................................................................................. 33 3.2. La section reconstruction .......................................................................................... 34 4. Le déroulement de l’algorithme COGARE ............................................................... 36 5. Les opérations de l’algorithme COGARE ................................................................ 38 5.1. L’opération de sélection ............................................................................................ 38 5.2. L’opération de croisement ......................................................................................... 39 5.3. L’opération de mutation ........................................................................................... 39 Sommaire 2019 Conclusion ...................................................................................................................... 40 Chapitre 04 : ................................................................................................................... 41 Introduction .................................................................................................................... 42 1. Outils d’implémentation .......................................................................................... 42 1.1. Coté matérielle .......................................................................................................... 42 1.2. Coté logiciel ............................................................................................................... 42 1.2.1. Le langage de programmation « JAVA » ................................................................................. 43 1.2.2. NetBeans....................................................................................................................................... 43 2. Algorithme général.................................................................................................. 43 2.1. La classe individu ...................................................................................................... 45 2.2. La classe population .................................................................................................. 46 2.3. La classe main ........................................................................................................... 48 3. L’interface graphique de l’application ..................................................................... 50 4. Fonctionnement de l’application et résultat ............................................................. 51 Conclusion ...................................................................................................................... 56 Conclusion générale ........................................................................................................ 57 Webographie .... Côte titre : MAI/0321 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1Wnyl6xAt9gTX_PRN8AXGUcxAyzyjmgA1/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : pdf

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