DNA symmetry

Abstract

A investigação do DNA tem sido uma das áreas de investigação mais exploradas no último século. Desde a sua primeira descrição até à primeira sequência completa do genoma humano muito foi descoberto, mas ainda estamos longe de o compreender completamente. Neste trabalho tentámos explorar a ordem até à qual se verifica a existência de simetria relevante em genomas, e para esse fim, usámos um conjunto de genomas de vários organismos. Tentámos encontar relação entre os vários genomas através das características de simetria. Foram analisados três tipos de simetria: simetria inversa, simetria reversa e simetria complementar. Usámos, ainda, uma nova medida para classificar a simetria: a proporção de pares equivalentes. A natureza das operações envolvidas, o tamanho da memória e a eficiência temporal são factores a ter em conta aquando do desenvolvimento de ferramentas computacionais. Várias soluções foram exploradas tendo como objectivo minimizar a memória utilizada e minimizar o tempo de execução. Confirma-se uma tendência para a existência de simetria inversa no conjunto dos genomas usados e observou-se que existe associação entre os resultados das medidas de simetria e o tamanho dos genomas.

DNA research has been one of the most explored areas in the last century. From its first description to the first complete human genome sequence a lot has been discovered, but we are still far from fully understanding it. With this work we tried to find until which order is relevant symmetry found in genomes and for that purpose, we used several genomes of different organisms. We tried to find a relation between the various genomes by analysing their symmetry characteristics. Three types of symmetry were analysed: complementary symmetry, reverse symmetry, and inverted symmetry. Also, a new symmetry measure was used: the proportion of equivalent pairs. The nature of the operations involved, memory space and time efficiency are important factors to be considered when developing computational tools. A few different solutions are explored in order to minimize memory allocation and minimize runtimes. This work confirms a tendency for the inverted symmetry in the set of genomes used and it was also observed an association between the symmetry measure results and the size of the genomes.