Análisis filogenético molecular: Diseño e implementación de algoritmos escalables y fiables y verificación automática de propiedades de una filogenia

Abstract

La filogenética es la ciencia que estudia las relaciones entre organismos basándose en suproximidad evolutiva. La forma más visual y conveniente de representar estas relaciones es através de los árboles filogenéticos. El análisis filogenético es un proceso formado por distintasetapas cuya finalidad es poder reconstruir dichos árboles. Estas etapas pueden incluir: estudiode modelos evolutivos (modelos matemáticos que intentan explicar de la forma más fielposible la evolución real de los organismos), análisis estadístico, alineamiento de secuencias,...Actualmente el coste computacional limita de forma práctica tanto la realización de filogeniasextensivas (tratando miles y decenas de miles de secuencias) como la aplicación de modelosevolutivos más generales, interesantes y explicativos que el modelo uniforme (usado entamaños de problema reducidos). Por otro lado, los procesos de secuenciación de cadenasbiológicas no están exentos de errores, los cuales pueden aparecer en cualquier lugar de lasecuencia. Hasta la fecha, todo proceso de verificación requiere la actuación manual de unexperto en el campo, lo que es un proceso muy costoso. El trabajo aborda tres aspectosespecíficos: i) el desarrollo e implementación de un sistema de inferencia filogenética queconcentra varios métodos sobre análisis de secuencias y estudio de filogenias que no se habíanunido hasta el momento; ii) el desarrollo e implementación de una aplicación para la detecciónautomática de errores en las cadenas obtenidas en los procesos de secuenciación; iii) elestudio teórico de nuevos algoritmos para la caracterización de problemas entre aquellos quese consideran como no resolubles en la actualidad.