RNA種類較多,其中大部分RNA分子不參與蛋白質(zhì)合成,但仍然可以在生物體內(nèi)行使生物功能,因此RNA功能的研究已經(jīng)成為生物信息學(xué)領(lǐng)域重要研究內(nèi)容之一。RNA功能由其自身結(jié)構(gòu)決定,功能不同的RNA其二級結(jié)構(gòu)會折疊成不同的形狀,因此對二級結(jié)構(gòu)研究將會為功能研究提供幫助。RNA結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、保守性高,直接通過生物實驗的方法測定結(jié)構(gòu)信息不僅花費高、實驗周期長,而且實驗效率低,很難得出RNA結(jié)構(gòu)信息。所以需要生物信息學(xué)的方法預(yù)測二級結(jié)構(gòu)信息。RNA二級結(jié)構(gòu)信息預(yù)測是將待預(yù)測的RNA與已知二級結(jié)構(gòu)信息的RNA進行比對。目前,RNA結(jié)構(gòu)比對算法大部分是基于RNA二級結(jié)構(gòu)表示法進行的比對,因此二級結(jié)構(gòu)表示法能夠影響比對方法的性能。在此背景下,本文針對RNA二級結(jié)構(gòu)比對算法進行研究。（1）基于數(shù)字序列表示法的RNA二級結(jié)構(gòu)比對。在傳統(tǒng)的RNA結(jié)構(gòu)比對算法存在RNA二級結(jié)構(gòu)信息易丟失等缺陷背景下,提出一種新的RNA結(jié)構(gòu)表示法——數(shù)字序列表示法,根據(jù)定義將二級結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成數(shù)字序列,在此基礎(chǔ)上我們提出一種新的比對算法,稱為DSARna。首先基于動態(tài)規(guī)劃算法構(gòu)建比對矩陣,之后再構(gòu)建二進制路徑矩陣,在路徑矩陣中找出回溯... 

【文章來源】：淮北師范大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

RNA二級結(jié)構(gòu)單元

基于RNA二級結(jié)構(gòu)表示法的結(jié)構(gòu)比對算法的研究與實現(xiàn)（4）凸環(huán)：指RNA一級結(jié)構(gòu)在形成高級結(jié)構(gòu)單元時，在一條單鏈上存在一個或者多個為配對的堿基形成的凸起。（4）內(nèi)環(huán)：指RNA一級結(jié)構(gòu)在形成高級結(jié)構(gòu)單元時，在兩條單鏈上存在一個或者多個為配對的堿基形成的具有對稱結(jié)構(gòu)的兩個凸環(huán)。（5）多分支環(huán)：由多個未配對連續(xù)堿基與三個或三個以上的莖構(gòu)成的多環(huán)。2.2RNA二級結(jié)構(gòu)表示方法RNA二級結(jié)構(gòu)并不真實存在于生物體中，僅僅反映RNA序列的多個核糖核苷酸互補配對形成的平面結(jié)構(gòu)，二級平面圖結(jié)構(gòu)的定義由Waterman等人[67]在1978年提出，通過平面圖只能了解到RNA分子的堿基配對情況，如圖2.2（b）所示。RNA二級結(jié)構(gòu)表示是RNA二級結(jié)構(gòu)比對研究中的一個重要部分，因為RNA二級結(jié)構(gòu)維度高，直接用來比對復(fù)雜度高、難度大，并且無法使用數(shù)學(xué)模型和計算機的方法來進行比對，而將維度高的二級結(jié)構(gòu)表示成低維度的序列則可以被計算機識別并計算，這會大大提高實驗效率。近年來，學(xué)者們構(gòu)建出了多種RNA二級結(jié)構(gòu)表示法，大致可以分為四種類型，詳細介紹如下。2.2.1平面圖形表示法平面圖形表示法有多種，例如圓弧圖、圓圈圖、山峰圖、樹表示法和點圖表示法。圓弧圖是指RNA序列中如果兩個堿基配對，就用圓弧將這兩個堿基連接，因此叫圓弧圖，如圖2.4所示。圖2.4二級結(jié)構(gòu)圓弧圖表示法圓圈圖是指將RNA的圓弧圖首位相連，圓弧放在圓內(nèi)部，因此構(gòu)成了圓圈圖，如圖2.5所示。13

基于RNA二級結(jié)構(gòu)表示法的結(jié)構(gòu)比對算法的研究與實現(xiàn)圖2.5二級結(jié)構(gòu)圓圈圖表示法山峰圖是指將RNA水平放置，從兩側(cè)向中間進行繪制折線，其中斜線表示莖區(qū)，平原表示為配對堿基，山谷表示多分支環(huán)中未配對堿基，山峰表示發(fā)卡環(huán)，高度m（k）由位置k處的堿基對數(shù)量決定，最終形成像山峰一樣的圖像，因此命名為山峰圖，如圖2.6所示。圖2.6二級結(jié)構(gòu)山峰圖表示法樹是一種特殊的圖，樹表示法是指將RNA二級結(jié)構(gòu)看成一顆有序樹，將配對堿基作為樹的內(nèi)部結(jié)點，將單堿基作為樹的葉子結(jié)點，其中根節(jié)點不表示任何堿基，如圖2.7所示。圖2.7二級結(jié)構(gòu)樹表示法點圖表示法是指使用二維坐標(biāo)將RNA二級結(jié)構(gòu)進行轉(zhuǎn)化，坐標(biāo)中的點為相14

【參考文獻】：
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碩士論文
[1]無序蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方法研究[D]. 劉宏偉.蘇州大學(xué) 2013
[2]原核生物基因識別[D]. 沈志軍.河北工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：3569776