Programmation dynamique et bio-informatique: programme blast

Résumé du document

L'algorithme utilisé par B.L.A.S.T. est tiré de l'article : Basic local alignment search
tool par Altschul SF, W Gish, W Miller, EW Myers, et DJ Lipman publié dans J. Mol Biol
215(3):403-10, 1990. Cet article a été l'article scientifique le plus cité au cours des années '90.
C'est dire les attentes de la science dans ces domaines d'application : notamment pour la
génétique.
Aujourd'hui, le programme B.L.A.S.T. est un outil incontournable de la
bioinformatique, et est notamment utilisé quotidiennement au département biologie de
l'UQAM. Il permet de rechercher les similitudes entre des séquences d'ADN ou de protéines.
En effet, on peut considérer une séquence ADN, comme une longue chaîne de caractère écrit
dans l'alphabet (A, C, G, T), c'est-à-dire les nucléotides.

Extraits

[...] : L'algorithme utilisé par B.L.A.S.T. est tiré de l'article : Basic local alignment search tool par Altschul SF, W Gish, W Miller, EW Myers, et DJ Lipman publié dans J. Mol Biol 215(3):403- Cet article a été l'article scientifique le plus cité au cours des années '90. C'est dire les attentes de la science dans ces domaines d'application : notamment pour la génétique. Aujourd'hui, le programme B.L.A.S.T. est un outil incontournable de la bioinformatique, et est notamment utilisé quotidiennement au département biologie de l'UQAM. [...]

[...] De même, le mécanisme de traduction de ce code en protéines se faisant ‘mot' par ‘mot' ou codon de trois nucléotides, nous permettrait de travailler avec un alphabet de codon comme le montre la table en page suivante : (notez que les T sont transcrit en U). Rapport : BLAST & Algorithmes de programmation dynamique On a donc 43 = 64 possibilités pour chaque codon. Une protéine est une suite d'acides aminés. Il y en a 20 dans le monde du vivant plus 1 codon ‘stop'. Plusieurs codons donne le même acide aminé. Comme l'ADN est transcrit en ARN avant de produire des protéines, le tableau suivant nous indique de quelles façons les codons sont traduit. [...]

[...] Comme on vient de le dire, le programme B.L.A.S.T. repose donc sur un algorithme heuristique, utilisant un certain nombre de contraintes probabilistes, permettant d'obtenir extrêmement rapidement une approximation du résultat exact. Cet algorithme est en fait un approximation de l'algorithme de Smith-Waterman, qui donne justement un résultat exact, au problème de trouver un alignement de haute similarité, et c'est justement cette version, plus ancienne, mais néanmoins très intéressante, que nous vous présenterons en dernière partie de ce rapport, après avoir fait quelques rappels sur des notions utilisés sur les chaînes de caractères, et introduit un algorithme calculant la distance entre deux chaînes de caractères. [...]

[...] Programmation dynamique et bioinformatique: programme blast Rapport : BLAST & Algorithmes de programmation dynamique SOMMAIRE I. BIO-INFORMATIQUE, PROGRAMME B.L.A.S.T. II. NOTIONS SUR LES CHAÎNES DE CARACTERES 1. Distance entre deux chaînes de caractères 2. Alignement de deux chaînes de caractères III. ALGORITHMES 1. Algorithme pour calculer la distance entre deux chaînes 2. [...]

[...] Dans un premier temps, nous verrons comment peut être implémenté l'algorithme de programmation dynamique permettant de calculer la distance entre deux chaînes. Et comme on l'avait expliqué lors de la définition de la distance entre deux chaînes, on peut utiliser une pondération différente pour chacune des opérations élémentaires. Dans un deuxième temps, on verra comment, toujours en utilisant un algorithme de programmation dynamique, a été pensé l'algorithme de SMITH WATERMAN. Cet algorithme est utilisé pour obtenir l'un des alignements locaux les plus similaires à partir de deux chaînes de caractères S1 et S Algorithme pour calculer la distance entre deux chaînes : On a choisit de pondérer différemment chacune des opérations élémentaires, ainsi : Opération Remplacement Insertion Délétion Reconnaissance Coût r d d e Notons qu'en général, on prend e = et que le coût d'une substitution (Remplacement), est souvent supérieur au coût d'une insertion ou d'une délétion. [...]