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| Acadêmico(a): Edson José Savi Junior |
| Título: Alinhamento de Seqüências Biológicas em Ambiente Distribuído |
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| Introdução: |
| No dia 23 de fevereiro de 2003, o consórcio internacional que constitui o Projeto Genoma Humano anunciou oficialmente a conclusão do seqüenciamento dos três bilhões de bases de DNA da espécie humana. O Projeto Genoma Humano é uma das maiores façanhas da história da humanidade e levou cerca de 15 anos para ser concluído. Ele é traduzido como um esforço da pesquisa internacional para seqüenciar e mapear todos os genes dos seres humanos, que no seu conjunto são conhecidos como genoma. Integrado a este projeto, esforços semelhantes vêm sendo empregados para a caracterização de genomas de vários outros organismos, uma vez que a maioria dos organismos vivos apresenta muitos genes que são similares, ou seja, com funções semelhantes. A identificação das seqüências e das funções dos genes de outros organismos se traduz no potencial para explicar a homologia dos genes nos seres humanos, portanto, podendo ser usados como modelo. Segundo Gibas e Jambeck (2001, p. 4), um exemplo comum pode ser visto com as moscas-das-frutas, que é muito estudada como modelo na pesquisa sobre evolução de animais. Por isso, seus genes são bastante conhecidos. Ela tem um gene denominado eyeless que, se for retirado do genoma, resulta em moscas-das-frutas sem olhos. É evidente portanto, que o gene eyeless tem função importante no desenvolvimento do olho. O ser humano apresenta um gene denominado aniridia que também parece ter um papel fundamental no desenvolvimento de olhos. Essa dedução começou a se formar a partir da observação de que o ser humano que não tem esse gene ou em que o gene sofreu uma mutação suficiente para que o produto protéico parasse de funcionar corretamente, os olhos se desenvolvem sem a íris. Gibas e Jambeck (2001, p. 5) citam que a mentalidade dedutiva dos cientistas os levou a fazer o questionamento do que poderia ocorrer ao inserir o gene aniridia em uma mosca-da-fruta sem olho. O que acontece é que a aniridia promove a produção de olhos normais na mosca. Poderia haver alguma similaridade em como o eyeless e a aniridia funcionam, apesar de moscas e seres humanos serem organismos extremamente diferentes. Para saber como o eyeless e a aniridia funcionam, juntos, é possível comparar as seqüências de DNA de cada gene. Uma vez representadas as seqüências de DNA pode-se então compará-las em busca de similaridades em suas estruturas. Essa comparação permite inferir sobre as propriedades de uma determinada molécula baseando-se em propriedades conhecidas da outra. O processo de comparação de seqüências denomina-se alinhamento de seqüências. Alinhar seqüência é colocar uma seqüência sobre a outra de forma que a correspondente entre elas fique clara. O foco atual baseia-se no seqüenciamento de outros organismos, principalmente pela iniciativa privada, que investe nesses projetos pelo lucro que as pesquisas podem trazer, especialmente para as indústrias farmacêuticas. Em geral dirigem a pesquisa para os genes específicos, buscando através da comparação do DNA de diferentes indivíduos os genes \\\'defeituosos\\\', que causam doenças. Entretanto, para a realização da comparação de seqüências biológicas desses organismos é preciso computadores de alto desempenho. Uma solução para tal problema é distribuir o processo de alinhamento de seqüências biológicas entre vários computadores de menor custo. Neste trabalho, pretende-se apresentar um sistema capaz de realizar o alinhamento de seqüências biológicas em ambiente distribuído, utilizando-se o poder de processamento de várias máquinas para realizar tal tarefa. |
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