Diseño e Implementación de Núcleo de Sistema de Diseño de Partidores para Reacciones en Cadena de Polimerasa

Abstract

La reacción en cadena de polimerasa (PCR, por sus siglas en inglés) es un proceso ubicuo en laboratorios biológicos. Su uso específico que nos interesa en este trabajo es el de bio identificación de micro organismos en muestras biológicas ambientales, área conocida como metagenómica.

Un PCR exitoso requiere pequeñas secuencias de nucleótidos llamadas “partidores”, las cuales deben satisfacer variadas condiciones termodinámicas y biológicas. El proceso de diseño de ellos es un tema de amplio estudio en bioinformática, pues es un proceso maduro y que necesita cada vez más contar con predicciones computacionales de su desempeño.

El objetivo de esta memoria es desarrollar una herramienta de uso intensivo para el diseño de partidores de PCR en metagenómica, basándose en el trabajo previo del Laboratorio de Bioinformática y Matemática del Genoma (LBMG) de la Universidad de Chile.

El sistema existente es una colección de programas, algunos de cómputo paralelo, que permiten definir un universo taxonómico, calcular partidores para dicho universo y simular su comportamiento numéricamente. Sin embargo, el sistema es de difícil operación e insuficiente extensibilidad.

La metodología para este trabajo consiste de una revisión bibliográfica del estado del arte en la literatura científica y del LBMG, para posteriormente proceder a un re diseño que contemple las extensiones de interés y una re implementación del sistema acorde al re diseño.

El resultado obtenido es el núcleo de la herramienta, con un diseño claro y escalable, junto con su correspondiente implementación, que tiene las mismas funcionalidades del sistema existente exceptuando la paralelización. Se obtiene además una especificación de las cualidades que se deben añadir o completar para contar con un sistema finalizado y operativo de uso intensivo.

Se concluye que el trabajo realizado representa un avance importante en la sistematización del diseño de partidores para PCR sobre el cual basar trabajos futuros de extensión, aplicación a distintos dominios biológicos y como muestra de desarrollos concretos realizados íntegramente en el LBMG.