Implementación hardware del algoritmo de Needleman-Wunsch modificado usando una arquitectura paralela

Abstract

Este artículo presenta el diseño de un procesador para el alineamiento global de pares de cadenas de ADN. El principal bloque funcional del procesador es un arreglo paralelo de dos dimensiones que permite realizar cálculos simultáneos, reduciendo el tiempo de procesamiento con respecto a la implementación software. En este trabajo, el hardware diseñado lleva a cabo la alineación de dos secuencias de más de 400 nucleótidos correspondientes a la proteína de transición 1 (Tnp1) de la rata parda y el ratón común. El algoritmo implementado es k-band, una modificación del algoritmo de alineamiento global Needleman-Wunsch, donde se realizan únicamente cálculos sobre las diagonales principales de la matriz, formando una banda que puede ser de un tamaño variable. Se realizan simulaciones del diseño propuesto usando bandas de K=2, 4, 6, 8 y 10.