隨著人類基因組計劃的完成,生物信息學(xué)的研究重點(diǎn)已悄然的從生物數(shù)據(jù)的積累轉(zhuǎn)到生物數(shù)據(jù)的處理和信息提取。然而對蛋白質(zhì)進(jìn)化機(jī)理的研究還局限于簡單的生物實驗和統(tǒng)計分析,本文引入元胞自動機(jī),對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域架構(gòu)的融合、裂變、插入和刪除過程設(shè)計了一整套的演化規(guī)則,從而仿真自然狀態(tài)下蛋白質(zhì)的進(jìn)化過程。同時,本文采用元胞自動機(jī)和圖像特征處理算法,將病毒的基因組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為特征圖像,對其進(jìn)行分析,具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下:1)構(gòu)建蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域編碼模型。使用結(jié)構(gòu)域架構(gòu)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蛋白質(zhì)氨基酸序列,既可以簡化蛋白質(zhì)信息的表達(dá)方式,又能關(guān)聯(lián)各個保守區(qū)域的聯(lián)系。該編碼方式能夠捕獲蛋白質(zhì)關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)和功能特征,將蛋白質(zhì)在進(jìn)化過程中各個氨基酸的變化轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌趨^(qū)域的結(jié)構(gòu)域變化,為序列的同源性比較和分子進(jìn)化提供了思路。2)建立蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域演化規(guī)則。為了模擬蛋白質(zhì)在自然狀態(tài)下的進(jìn)化過程,本文設(shè)計了“繼承規(guī)則”、“由后向前規(guī)則”、“由前向后規(guī)則”和“保持?規(guī)則”作為元胞自動機(jī)中元胞更新狀態(tài)的映射函數(shù),同時通過分析數(shù)據(jù)集中各個蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)域架構(gòu),統(tǒng)計兩兩結(jié)構(gòu)域之間的位置信息得到兩個概率矩陣,通過輪盤賭算法,將各個結(jié)構(gòu)域的位置信息與...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究
        1.2.1 蛋白質(zhì)進(jìn)化研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基因可視化研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)
        1.3.2 研究創(chuàng)新點(diǎn)
2 相關(guān)知識介紹
    2.1 元胞自動機(jī)
        2.1.1 元胞自動機(jī)的定義
        2.1.2 元胞自動機(jī)基本結(jié)及原理
        2.1.3 元胞自動機(jī)的特征
        2.1.4 一維元胞自動機(jī)
    2.2 蛋白質(zhì)
        2.2.1 蛋白質(zhì)組成結(jié)構(gòu)
        2.2.2 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域
    2.3 冠狀病毒
        2.3.1 冠狀病毒的主要結(jié)構(gòu)組成和基因組結(jié)構(gòu)
        2.3.2 冠狀病毒分類
    2.4 本章小結(jié)
3 基于一維元胞自動機(jī)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域架構(gòu)仿真模型
    3.1 研究背景
    3.2 模型構(gòu)建
        3.2.1 數(shù)據(jù)處理
        3.2.2 模型構(gòu)建
    3.3 圖形界面
    3.4 算法流程描述
    3.5 數(shù)據(jù)集與方法
    3.6 結(jié)果與討論
    3.7 本章小結(jié)
4 基于元胞自動機(jī)的病毒可視化模型
    4.1 研究背景
    4.2 算法流程描述
        4.2.1 基因編碼
        4.2.2 元胞自動機(jī)狀態(tài)矩陣生成
        4.2.3 圖像生成
        4.2.4 圖像特征處理
    4.3 數(shù)據(jù)集
    4.4 2019-nCoV病毒序列的特征圖像特點(diǎn)
    4.5 2019-nCoV起源分析
        4.5.1 蝙蝠和穿山甲冠狀病毒的圖像特點(diǎn)
        4.5.2 特征圖像相似性評估
        4.5.3 AT含量圖
        4.5.4 結(jié)果與討論
    4.6 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目
攻讀碩士學(xué)位期間獲得的獎項
附錄一
附錄二



本文編號：3957235