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Aplicación de algoritmos genéticos al problema PATS de auto-ensamblado de ADN
Application of genetic algorithms to the PATS problem of DNA self-assembly
Ema Lucia Lozano Guzmán
Israel Marck Martínez Pérez
Acceso Abierto
Atribución
Algoritmos genéticos
El problema “Patterned self-Assembly Tile set Synthesis” (PATS) del modelo de auto- ensamblado de moléculas de ADN, se ocupa de encontrar un conjunto mínimo de tipos de moléculas que sean capaces de auto-ensamblar un patrón P de dos dimensiones previamente de?nido. Para realizar el auto-ensamblado, se utiliza el modelo abstracto de ensamble de mosaicos (aTAM por sus siglas en inglés), donde cada mosaico representa una molécula de ADN con doble cruzamiento, cuyos extremos pegajosos se especi?can como fuerza de pegado en cada uno de los lados del mosaico. El problema PATS pertenece al conjunto de problemas NP-difícil. Hasta ahora la literatura le relaciona tres trabajos que lo abordan aplicando diferentes heurísticas. Aunque estos enfoques obtienen reducciones signi?cativas del conjunto de tipos de mosaicos, el problema PATS queda abierto para la aplicación de otros algoritmos. En esta investigación se presenta un algoritmo genético para solucionar este problema. La representación del individuo y operadores genéticos adoptan una estructura matricial. Experimentos computacionales consideran que esta propuesta encuentra una solución que reduce el conjunto de tipos de mosaicos, superando los resultados publicados en trabajos del estado del arte.
The Patterned self-Assembly Tile set Synthesis (PATS) problem determines a minimal set of tile types that self-assembles a given two-dimensional pattern. The self-assembly is performed by using the abstract Tile Assembly Model (aTAM), where each tile represents a double crossover DNA molecule whose sticky ends are speci?ed as a bonding force in each side of the tile. The PATS problem belongs to the set of NP-hard problems. So far this problem has been addressed in three studies where different algorithm were applied. While these approaches achieve signi?cant reductions of the set of tile types needed to form a pattern, the PATS problem remains open for the application of other strategies. In this work, a genetic algorithm to solve the PATS problem is presented. A key feature of this approach, the chromosome and genetic operators adopt a matrix structure. Computational experiments were developed to ?nd asolution that reduces the set of tile types, surpassing the results reported in the literature.
CICESE
2014
Tesis de maestría
Español
Lozano Guzmán,E.L.2014.Aplicación de algoritmos genéticos al problema PATS de auto-ensamblado de ADN.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.xiii, 101 pp.
CIENCIA DE LOS ORDENADORES
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