Alinhamento de várias sequências utilizando arquiteturas paralelas híbridas

Abstract

A comparação de sequências biológicas é uma das principais ferramentas da bioinformática, para auxiliar os biólogos a realizar análise de dados com objetivo de determinar a função ou estrutura das sequências biológicas e inferir informações sobre sua evolução em organismos que estejam em estudo. A resolução deste problema, contudo, envolve grandes dificuldades computacionais e biológicas, levando ao surgimento de diversas aproximações e heurísticas para sua resolução. O objetivo deste trabalho é escrever um algoritmo paralelo em CUDA e MPI, para realizar o alinhamento global de várias sequências biológicas, especificamente de DNA e proteínas, utilizando heurísticas que possam fornecer uma certa qualidade em um tempo razoável. Foi realizado um comparativo dos resultados obtidos, com os dados que as melhores ferramentas da atualidade apresentam.

ABSTRACT - The comparison of biological sequences is one of the main tools of bioinformatics to assist biologists to perform data analysis in order to determine the function or structure of biological sequences and infer information about their evolution in organisms that are being studied. The resolution of this problem, however, involves large computational and biological difficulties, leading to the emergence of various approximations and heuristics for its resolution. The goal of this work is to write a parallel algorithm in CUDA and MPI, to attain the overall alignment of multiple biological sequences, specifically DNA and proteins using heuristics that can provide a certain quality in a reasonable time. A comparison of the results was carried out with the data that today’s best tools present