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De la Secuenciación a la Aceleración Hardware de los Programas de Alineación de ADN, una Revisión Integral.

In recent years, impressive progress has occurred in the machines of massively parallel sequencing, also called of nextgeneration sequencing (NGS), for example, recent machines like Illumina HiSeq are capable of generating millions of reads in a single run. However, these technologies are limited to...

Descripción completa

Publicado en:Revista Mexicana de Ingeniería Biomédica Vol. 36; no. 3; pp. 257 - 276
Autores principales: Bautista, D. Pacheco, Pérez, M. González, Badillo, I. Algredo
Formato: Artículo
Publicado: Sociedad Mexicana de Ingenieria Biomedica, A.C. sep-dic2015
Acceso en línea:Ver este registro en EBSCOhost
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          Bautista, D. Pacheco
          Pérez, M. González
          Badillo, I. Algredo
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          Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla
          Universidad Politécnica de Tlaxcala
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        bioinformatics
        hardware acceleration
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        NGS sequencing
        aceleración hardware
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        secuenciación NGS
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        In recent years, impressive progress has occurred in the machines of massively parallel sequencing, also called of nextgeneration sequencing (NGS), for example, recent machines like Illumina HiSeq are capable of generating millions of reads in a single run. However, these technologies are limited to sequence only small fragments of genetic material (35 to 1100 nucleotides), so that for complete-genome sequencing, it is necessary to divide the chain, to sequence the fragments, and, subsequently, to assemble the obtained short readings. In this paper, the recent NGS sequencing technologies are reviewed and compared, analyzing the problem of sequence assembly, and formally establishing the problem of alignment. Also, it is examined the main alignment programs and the algorithms that support them. Finally, after concluding that sequencing technologies have speed that exceeds 10 times to the speed of the alignment programs, the hardware acceleration is reviewed as an alternative to accelerate these programs. This work, which is a comprehensive analysis and review, aims to contribute to the development of the research in the area of bioinformatics in the country.
        En los últimos años ha ocurrido un avance impresionante en las máquinas de secuenciación paralela masiva, también llamadas de secuenciación de siguiente generación (NGS), por ejemplo, máquinas recientes como Illumina Hiseq son capaces de generar millones de lecturas en una sola corrida. No obstante, estas tecnologías están limitadas a secuenciar solo fragmentos pequeños de material genético (entre 35 y 1100 nucleótidos), por lo que para secuenciar un genoma completo es necesario dividir la cadena, secuenciar y posteriormente ensamblar las lecturas cortas obtenidas. En este trabajo se revisan y comparan las tecnologías de secuenciación recientes, se estudia el proceso de ensamble de genomas completos y se establece formalmente el problema de la alineación. También se incluye un resumen de los principales programas de alineación y sus algoritmos que lo soportan. Finalmente, después de concluir que las tecnologías de secuenciación han superado en velocidad por un factor mayor a 10x a los programas de alineación, se revisa la aceleración Hardware como alternativa para acelerar tales programas. Este trabajo al ser una revisión integral pretende contribuir al desarrollo de investigación en el área de bioinformática en el país.
      pubtype: Academic Journal
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