Diseño e implementación de un analizador de biosecuencias para el análisis de mutaciones producidas por elongación de la horquilla 'hairpin'

Abstract

[ES] La complementariedad de bases de Watson y Crick representa una gran fuente de estudio en biología estructural y las estructuras ahorquilladas (hairpin structures) son uno de los tipos de secuencia que más aplicaciones puede reportar. En particular, la inducción iterada de horquilla en una secuencia y su posterior elongación es una técnica que está siendo implementada para la amplificación e identificación de secuencias de DNA o RNA que se encuentren menos representadas en una muestra, con el fin de establecer su presencia en una situación genética determinada. Sin embargo, este tipo de operaciones carece de herramientas que las modelen y que puedan servir de base a un investigador para seguir estudiándolas. Por ello, en este trabajo se realiza el análisis y la implementación de un analizador de secuencias biológicas que realice tanto el estudio estructural de la secuencia, el modelaje de una posible autoinducción iterada de las operaciones de horquilla-elongacióndesnaturalización y la comparación entre dos secuencias diferenciadas únicamente en la introducción de un paso puntual de mutación. Para el proyecto, se ha recurrido a la utilización de algoritmos estrictamente relacionados con la teoría de autómatas y lenguajes formales, que está ampliamente relacionada con la operación a modelar y nos permiten incorporar un diseño más eficiente a nuestro analizador. El analizador se desarrollará en PYTHON y se pretende obtener una herramienta que trabaje en modo autónomo. Posteriormente, se evaluará su posible integración en un sitio web para su ejecución en red

[EN] Watson & Crick base-pairing represents a big source of study in structural biology and hairpin structures are one type of sequences with multiple applications to report. Particularly, the iterated induction of a hairpin in a sequence and the posterior elongation is a technique that is being implemented for the amplification and identification of DNA that is few represented in a sample. However, this type of operations has not modeling tools that can be served as a base for an investigator. For this reason, in this project, the analysis and the implementation of a bio-sequence analyzer are carried out. It will perform the structural analysis of the sequence and the modeling of a possible iterated self-induction of three steps (selfhairpin, lengthening and denaturing) over a sequence. In this project, we recurred to the utilization of algorithms strictly related with formal language and automaton theory, vastly related to the implemented operation. Moreover, these algorithms offer us the possibility of incorporating a more efficient design in our analyzer. The analyzer will be developed in PYTHON and the objective is to obtain a tool working in stand-alone mode. Finally, a potential incorporation to a website will be assessed.