Titelaufnahme

Titel
Der Needleman Wunsch Algorithmus – Globales DNA Alignment
Weitere Titel
The Needleman Wunsch Algorithm – Global DNA Alignment
VerfasserMakoschitz, Johannes
GutachterHeinzl, Rene
Erschienen2013
Datum der AbgabeJuni 2013
SpracheEnglisch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)globales paarweises DNA alignment / Needleman Wunsch Algorithmus in Python3.2
Schlagwörter (EN)global pairwise DNA alignment / Needleman Wunsch algorithm in Python3.2
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Needleman Wunsch Algorithmus und damit verbundenen globalen Alignments um Ähnlichkeiten in DNA Sequenzen zu identifizieren. Obwohl es mit dem Needleman Wunsch Algorithmus auch möglich ist, optimale Alignments für Protein Sequenzen zu berechnen, beschäftigt sich diese Arbeit nur mit der Berechnung von optimalen Alignments zwischen zwei DNA Sequenzen.

Inhalt der Aufgabenstellung ist die Berechnung eines optimalen Alignments für zwei beliebige DNA Sequenzen, wobei die Parameter für Match: +3, Missmatch: +1 und Gap: -2 sind. Dies bedeutet, dass die Gap kosten auch linear bleiben und es kein „Gap extension penalty“ gibt.

Die Konfiguration der Parameter soll auf Match: +3, Missmatch: +1 und Gap: +1 verändert werden und die damit verbundene mögliche Änderung des Alignments beschrieben werden.

Die Arbeit beschreibt den theoretischen Teil wie ein globales Alignment nach Needleman Wunsch durchgeführt wird Anhand zwei kurzer (< 10 Nucleotide) DNA Sequenzen, und der schrittweisen Durchführung, Programmierung und Berechnung in Python3.2, ohne dass fertig verfügbare Module für die Berechnung des Alignments verwendet werden. Lediglich für Dateiimport – Operationen und für temporäre Berechnung der Laufzeit wurden fertig verfügbare Module verwendet.

Zusammenfassung (Englisch)

This paper describes the Needleman Wunsch algorithm and the corresponding global alignment to identify similarity in DNA sequences. The name-givers of the algorithm, Samuel B. Needleman and Christian D. Wunsch, developed a computer adaptable method for analysis, as well as published a number of scientific writings on their research on sequence comparison, concluding in findings concerning similarities which enabled the determination if significant homology exists between sequences. Although it is also possible to calculate the optimal alignment between protein sequences, this paper focuses primarily on the calculation of the optimal alignment between two DNA sequences.

Scope of the work is the calculation of one optimal alignment between two DNA sequences. Parameters for the alignment are Match: +3, Miss-match: +1 and Gap: -2. This means, that gap penalty costs are linear, and there is no gap extension penalty. The configuration of the parameters are being changed to Match: +3, Miss-match: +1 and Gap: +1. Furthermore the possible corresponding change of the alignment should be described.

The paper describes the theoretical part how a global alignment according to Needleman Wunsch is calculated concerning two DNA sequences (< 10 nucleotides). The execution and calculation in Python3.2 is described step by step without using any already available module for calculating the optimal alignment. Only for File open/import operations and for temporary calculation of the running time already available modules were used.