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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Existências de códigos corretores de erros e protocolos de comunicação em sequências de DNA
Title Alternative: Existence of error-correcting codes and communication protocols in DNA sequences
Author: Faria, Luzinete Cristina Bonani de
Advisor: Palazzo Júnior, Reginaldo, 1951-
Junior, Reginaldo Palazzo
Abstract: Resumo: Um dos grandes desafios da comunidade científica em teorias da informação genética, comunicação genética e codificação genética é verificar a existência de uma estrutura matemática relacionada com a estrutura do DNA. Este trabalho propõe modelos para o sistema de comunicação de informação genética e genômica análogos ao modelo de um sistema de comunicação digital. Ambos os modelos são capazes de identificar, reproduzir e classificar matematicamente diferentes sequências de DNA. O primeiro identifica e reproduz a sequência de nucleotídeos de uma fita simples do DNA através da codificação genética e, o segundo identifica e reproduz a sequência das bases complementares da fita dupla do DNA através da codificação genômica. Os objetivos principais do presente trabalho são: a) caracterização matemática dos modelos de codificação genética e codificação genômica, b) proposta de um algoritmo para identificação de sequências de DNA; c) mostrar que sequências de DNA com características biológicas distintas, incluindo proteínas, gene e genoma em termos das fitas simples do DNA e da dupla hélice do DNA são identificadas como palavras-código dos códigos G-linearidade (BCH sobre corpos e BCH sobre anéis), reproduzidas e classificadas matematicamente, d) representação algébrica via polinômios primitivos/geradores e seus polinômios recíprocos das fitas simples do DNA (fita codante e fita não codante) e da dupla hélice do DNA, e) mostrar a existência de códigos concatenados (nested codes) entre algumas sequências de direcionamento e suas respectivas proteínas organelares, f) mostrar a arquitetura biológica (Biological frame) do genoma do plasmídeo Lactococcus lactis. Os resultados apresentados neste trabalho contribuem para o desenvolvimento de uma metodologia que poderá ser aplicada em análises mutacionais e de polimorfismos, produção de novos fármacos, melhoramento genético, entre outros, reduzindo tempo e custos laboratoriais

Abstract: One of the great challenges of the scientific community on theories of genetic information, genetic communication and genetic coding is to determine a mathematical structure related to the structure of DNA. This thesis proposes a model of a communication system for genetic and genomic information similar to the model of a digital communication system. Both models are able to identify, reproduce and classify mathematically different sequences of DNA. The first model identifies and reproduces the nucleotide sequence of a single DNA strand via the genetic encoding. The latter identifies and reproduces the sequence of the complementary bases of the double DNA strand through genomic encoding. The aims of this work are: a) a mathematical characterization of the models of genetic coding and genomic coding, b) the proposal of an algorithm for the identification of DNA sequences, c) to show that DNA sequences with distinct biological characteristics, including protein, gene and genome in terms of the single strands of DNA and of the double helix of DNA are identified as codewords of the G-linearity codes (BCH codes over fields and BCH codes over rings), mathematically reproduced and classified, d) algebraic representation via primitive/generator polynomials and their reciprocal polynomials of single DNA strands (coding strand and non-coding strand) and the double DNA strand, e) to show the existence of concatenated codes (nested codes) between some targeting sequences and their corresponding organelles proteins, f) to show the biological architecture (Biological frame) of the plasmid Lactococcus lactis genome. The results presented in this work contribute to the development of a methodology that can be applied to mutational analysis and polymorphisms, production of new drugs, genetic improvement, among others, reducing time and laboratory costs
Subject: Códigos corretores de erros (Teoria da informação)
Anéis (Álgebra)
Genomas
Análise de sequência de DNA
Redes de computadores
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: FARIA, Luzinete Cristina Bonani de. Existências de códigos corretores de erros e protocolos de comunicação em sequências de DNA. 2011. 296 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/261089>. Acesso em: 18 ago. 2018.
Date Issue: 2011
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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