RNA分子在生物細(xì)胞中起著關(guān)鍵作用,分子中的堿基在氫鍵的作用下相互綁定形成不同的二級(jí)結(jié)構(gòu)。雖然動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法可以高效求解不含假結(jié)的二級(jí)結(jié)構(gòu),但RNA分子的假結(jié)對(duì)細(xì)胞功能具有重要影響,這種結(jié)構(gòu)破壞了相互嵌套堿基對(duì)規(guī)則,使得傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法無法成功求解該問題。隨著分子序列長度的增加,RNA分子的堿基配對(duì)組合呈指數(shù)量級(jí)增長,含假結(jié)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測問題已被證明為NP完全問題。目前,國內(nèi)外許多研究者提出了許多不同的含假結(jié)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測算法,但是這些算法都存在著一些不足之處。其中,序列比較分析類的算法預(yù)測精度高,但是該算法依賴于大量已知的同源序列信息;動(dòng)態(tài)規(guī)劃類的算法收斂速度慢且在預(yù)測長鏈RNA序列時(shí)預(yù)測精度不高。因此,不論采用目前哪種算法進(jìn)行預(yù)測仍存在一些問題,構(gòu)建一個(gè)有效的算法來提高預(yù)測含假結(jié)的RNA分子二級(jí)結(jié)構(gòu)的精確度就顯得尤為重要。本文將預(yù)測問題轉(zhuǎn)換成等價(jià)的組合優(yōu)化問題后,提出了一種基于模擬退火的含假結(jié)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測算法。首先根據(jù)最小莖區(qū)長度和最小環(huán)區(qū)長度兩個(gè)約束條件,設(shè)計(jì)了一種高效的堿基互補(bǔ)配對(duì)方式并為發(fā)生沖突的堿基提供了詳細(xì)的沖突解決方案。然后將RNA序列的莖區(qū)數(shù)量和堿... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 含假結(jié)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測研究進(jìn)展
        1.2.1 基于序列比較分析預(yù)測算法
        1.2.2 基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃思想預(yù)測算法
        1.2.3 基于啟發(fā)式思想預(yù)測算法
    1.3 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 模擬退火算法和多目標(biāo)進(jìn)化算法
    2.1 模擬退火算法
        2.1.1 模擬退火算法簡介
        2.1.2 模擬退火算法的特點(diǎn)
        2.1.3 模擬退火算法的應(yīng)用
    2.2 多目標(biāo)進(jìn)化算法
        2.2.1 多目標(biāo)進(jìn)化算法簡介
        2.2.2 多目標(biāo)優(yōu)化問題描述及相關(guān)定義
        2.2.3 多目標(biāo)進(jìn)化算法的特點(diǎn)
        2.2.4 多目標(biāo)進(jìn)化算法的應(yīng)用
    2.3 本章小結(jié)
第3章 基于模擬退火的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測算法
    3.1 概述
    3.2 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)
        3.2.1 RNA的基礎(chǔ)知識(shí)
        3.2.2 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)定義
        3.2.3 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成
        3.2.4 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的圖解表示
        3.2.5 最小自由能
    3.3 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測問題描述
    3.4 PRSA算法模型
        3.4.1 計(jì)算K連續(xù)堿基對(duì)集合的算法實(shí)現(xiàn)
        3.4.2 適應(yīng)度函數(shù)
        3.4.3 近鄰狀態(tài)和沖突處理
        3.4.4 含假結(jié)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測算法實(shí)現(xiàn)
    3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.5.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
        3.5.2 數(shù)據(jù)集
        3.5.3 對(duì)比方法
        3.5.4 結(jié)果分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于多目標(biāo)模擬退火的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測算法
    4.1 概述
    4.2 基于多目標(biāo)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測問題描述
    4.3 PRMOSA算法模型
        4.3.1 PRMOSA算法的總體設(shè)計(jì)
        4.3.2 PRMOSA算法的收斂性
        4.3.3 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的非支配排序
        4.3.4 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的多樣性
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較與分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3238730