Indentification of functional sequences using associative memories

Abstract

La identificación y discriminación de secuencias funcionales son de mucha ayuda en la investigación en el área biomédica. Identificación de promotores, identificación de zonas de empalme, búsqueda de genes y búsqueda de secuencias de ADN y aminoácidos en bases de datos son algunos ejemplos de aplicaciones en dicha área de investigación. Dada la naturaleza del problema, los algoritmos de reconocimiento de patrones son candidatos naturales para llevar a cabo las tareas antes mencionadas. En el presente trabajo se propone un nuevo modelo de memorias asociativas Alfa-Beta, basadas en el modelo original de memorias y el algoritmo global de alineamiento de secuencias desarrollado por Needleman-Wunsch, que permiten la recuperación de patrones alterados con respecto de los patrones de aprendizaje con alguna de las siguientes alteraciones: mutaciones, inserciones y borrados; alteraciones comunes en secuencias de DNA y aminoácidos. El presente modelo preserva una de las más importantes ventajas en memorias asociativas, la recuperación completa del conjunto fundamental. Para probar el desempeño del modelo en aplicaciones tanto de bioinformática como biomédica, se utilizaron dos bases de datos; una obtenida del repositorio de la Universidad de California en Irvine; sobre secuencias que contienen promotores y la segunda del genoma del organismo Variovorax paradoxus obtenida del repositorio de la NCBI