Izgradnja biblioteke za poravnavanje parova dugačkih RNA očitanja

undergraduate thesis

• Title (english): A Programming Library for Mapping Long RNA Reads
• Author: Rafael Josip Penić
• Mentor: Mile Šikić (mentor)
• Committee member: Mile Šikić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Krešimir Križanović (član povjerenstva)
• Committee member: Robert Vaser (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2019-09-09, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Computing

Abstract

Jedan od glavnih problema kojima se bavi bioinformatika je poravnavanje bioloških sljedova. Ponekad je, kao kod poravnavanja RNA očitanja, potrebno prepoznati duge procijepe brisanja što klasični algoritmi poravnavanja nisu u stanju učiniti. Kako bi se osiguralo da se takvi procijepi prepoznaju za kažnjavanje brisanja koristi se konkavna funkcija. Kako je izračunavanje konkavne funkcije relativno skup proces, ona se aproksimira s više afinih funkcija. Najpoznatiji algoritam koja otkriva procijepe je Gotohov algoritam.

Vektorizacija je tehnologija koju podržava većina modernih procesora i omogućava da se na nekom većem skupu podataka neke operacije kao što je zbrajanje izvode istovremeno. Upravo zbog toga, vektorizacija može uvelike ubrzati postupak poravnavanja nizova.

U sklopu ovog završnog rada razvijen je alat OSALG koji nudi implementaciju Gotohovog algoritma te vektorizacijsko poravnavanje nizova s prepoznavanjem dugačkih procijepa.

Abstract (english)

One of the main problems of bioinformatics is sequence alignment. Sometimes, as when aligning RNA sequences, it is necessary to find long deletion gaps which is something most classic alignment algorithms cannot do. To make sure such gaps get found, we use concave penalty function. Calculating value of concave function in specific point is complex and slow process so we approximate it with a certain number of affine functions. Most popular algorithm allowing for long gaps is Gotoh's algorithm.

Vectorization is technology supported by most modern processors and it allows us to do simple operations such as addition on bigger data at the same time. Because of that, vectorization can efficiently speed up sequence alignment process.

We developed tool called OSALG, an implementation of Gotoh's algorithm.

• Keywords: bioinformatika; RNA; RNK; vektorizacija; C++; poravnavanje; AVX2; SSE; Gotoh
• Keywords (english): bioinformatics; RNA; vectorization; C++; alignment; AVX2; SSE; Gotoh
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:405366
• Study programme: Title: Computing; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka računarstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka računarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2020-01-07 21:12:44