ترجمه طلایی صف بندی موازی برنامه نویسی DNA

صف بندی موازی برنامه نویسی DNA

چکیده-در این مقالهما یک الگوریتم موازی جدید پیشنهاد می کنیم که صف بندی بهینه رشته برنامه نویسی DNA مبتنی بر مدل DNA/protein که توسط Hein پیشنهاد شده است را بمنظور تعیین فاصله بین دو رشته برنامه نویسی DNA محاسبه کند. اثبات خواهیم کرد که این الگوریتم نسبت به الگوریتم ترتیبی، از نظر هزینه بهینه بوده و تطبیقی می باشد. الگوریتم موازی اجرا شده و نتایج آزمایشی، کارایی این الگوریتم را نشان خواهد داد.

کلیدواژگان: بیوانفورماتیک، الگوریتم های موازی، تنظیمات رشته.

Parallel alignment of coding DNA
S.H. Alavi-Soltani, H. Ahrabian1, A. Nowzari-Dalini
Center of Excellence in Biomathematics,
School of Mathematics, Statistics, and Computer Science,
University of Tehran, Tehran, Iran.
Email: {alavi,ahrabian,nowzari}@ut.ac.ir.
Abstract
We present a new parallel algorithm that computes an optimal alignment of the coding DNA sequences based on DNA/protein model proposed by Hein for the evaluating distance between two coding DNA sequence. The algorithm is proved to be adaptive and cost optimal with respect to the sequential algorithm. The parallel algorithm is implemented and experimental results show the efficiency of algorithm.
Keywords: Bioinformatics, Parallel algorithms, Sequence alignments.
1 Introduction

1. مقدمه

برنامه نویسی دینامیکی روش انتخاب نواحی هم جهت شده رشته های DNA و پروتئینی می باشد. برای تعدادی از طرح های امتیازدهی صف بندی، این روش برای تولید یک صف بندی از دو رشته داده شده، با بیشترین احتمال امتیاز تضمین شده می باشد. امتیاز بندی با در نظر گرفتن فواصل بین دو رشته تغییر می یابد. مکانیزم امتیاز دهی برای دو رشته را می توان با سه مدل مختلف طراحی کرد:

مدل DNA، مدل پروتئین، مدل پروتئین/DNA. در این مقاله، با مدل پروتئین/DNA سر و کار خواهیم داشت. حال توضیح مختصری در مورد این سه مدل می دهیم.

یک روش سرراست، فاصله تکاملی بین دو رشته برنامه نویسی DNA این است که از برنامه نویسی پروتیئن چشم پوشی کرده و فاصله را با استفاده از چند مدل تکاملی DNA محاسبه کند. فاصله تکاملی بین دو رشته در یک مدل سطح DNA را می توان اغلب بصورت مساله صف بندی کلاسیک فرمول نویسی کرده و بصورت کارایی با برنامه نویسی دینامیکی محاسبه کرد [Jones و همکارانش2004؛ Needlman 1970و همکارانش؛ 1980Waterman].

معمولا توصیف فاصله تکاملی بر اساس یک صف بندی از پروتئین های رمزگذاری شده نسبت به یک صف بندی تنها بر اساس برنامه نویسی DNA بیشتر قابل اتکا می باشد [Pearson, 1996].