Биоинформатика стала важной частью многих областей биологии. Инструменты биоинформатики помогают в сравнении генетических и геномных данных и, в целом, в понимании эволюционных аспектов молекулярной биологии. Изучение генома человека и других живых существ имеет важное прикладное значение. На основании результатов сборки генома конкретного человека возможна реализация персонифицированной медицины определения предрасположенности человека к различным болезням, создание индивидуальных лекарств и т.д. Именно биоинформатика изучает математические методы компьютерного анализа в сравнительной геномике [ 1 ].
Еще одно важное приложение исследования ДНК генетические заболевания. У особей, зараженных одним генетическим заболеванием, наблюдаются одинаковые изменения в ДНК, это можно использовать в медицине, как для теоретического исследования заболевания, так и для лечения от него.
Процесс получения и анализа генома можно разбить на три основных этапа:
- секвенирование молекул ДНК, содержащих информацию о геноме, при помощи специальных устройств секвенаторов;
- сборка геномной последовательности, при помощи специальных компьютерных программ;
- анализ и сравнение геномов, при помощи специальных компьютерных программ.
Задача разработки методов сборки геномных последовательностей является, в определенном смысле, центральной среди всех задач биоинформатики. Это объясняется тем, что без ее решения нельзя приступить к детальному изучению генома живого существа и его анализу.
В результате работы была разработана программа для сравнения и объединения длинных контигов. Алгоритм Смита-Ватермана применяемый для определения перекрытий контигов, был успешно реализован на архитектуре CUDA. Реализация алгоритма показала свое быстродействие в ходе экспериментов.
Созданное ПО, позволяет сократить расходы времени на ассемблирование длинных контигов. Также программа является единственным, в своем роде, решением для сборки больших геномов хвойных растений.
Все поставленные задачи выполнены успешно в результате выполнения настоящей дипломной работы.
