本文關(guān)鍵詞：基于混沌游戲表示的細菌必需基因與非必需基因的特征對比分析

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【摘要】：伴隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,DNA測序工作得到廣泛開展。研究DNA序列結(jié)構(gòu)與生物遺傳信息的傳遞與表達之間的聯(lián)系,具有重要的現(xiàn)實意義。因此,DNA序列分析成為基因研究的重要基礎(chǔ)。必需基因是維持基本生命活動所必需的基因,識別出必需基因序列,對于新藥的研制,控制疾病具有重要的應(yīng)用價值。由于物種DNA數(shù)據(jù)量龐大,還有許多物種的必需基因尚未測定,而且實際的測序過程也十分繁瑣。所以,采用非線性理論對生物基因組中的必需基因和非必需基因進行特征對比分析,對于這兩類基因的預(yù)測識別是十分必要的。本文基于混沌游戲表示方法,對比分析了細菌物種必需基因和非必需基因DNA序列的Hurst指數(shù)分形特征,以及蛋白質(zhì)序列信息維數(shù)。通過對目前所有已識別出的細菌物種的必需基因和非必需基因的Hurst指數(shù)進行統(tǒng)計對比分析,發(fā)現(xiàn)其Hurst指數(shù)呈Gamma分布,基因序列長度與Hurst指數(shù)存在線性關(guān)系,兩類基因Hurst指數(shù)存在顯著性差異。對于蛋白質(zhì)序列信息維數(shù),發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)序列長度和信息維數(shù)之間存在線性關(guān)系,并且絕大多數(shù)細菌物種必需基因和非必需基因蛋白質(zhì)序列信息維數(shù)之間存在顯著性差異。此外,基于混沌游戲表示方法,采用絕對差法,Pearson距離法等對21個生物體細胞色素C進行相似度比較,構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進化樹,結(jié)果表明,Pearson距離法繪制的進化樹相對于絕對差法更符合自然進化關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：混沌游戲表示法 分形特征 Hurst指數(shù) 信息維數(shù) 進化關(guān)系
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q78;R378
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 生物信息學(xué)發(fā)展背景及研究意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究概況9-12
• 1.2.1 分形理論簡介及其在生物學(xué)中的應(yīng)用9-10
• 1.2.2 基于CGR的DNA序列的研究概況10-11
• 1.2.3 基于CGR的蛋白質(zhì)序列的研究概況11-12
• 1.3 本論文的主要工作12-14
• 第二章 基于CGR的細菌必需基因和非必需基因DNA序列Hurst指數(shù)對比分析14-30
• 2.1 課題的數(shù)據(jù)來源14-15
• 2.2 DNA序列混沌游戲表示的基本原理15-17
• 2.2.1 混沌游戲簡介15
• 2.2.2 DNA序列混沌游戲表示圖形化15-16
• 2.2.3 基于CGR的基因時間序列模型16-17
• 2.3 細菌必需基因和非必需基因DNA序列Hurst指數(shù)特征分析17-22
• 2.3.1 Hurst指數(shù)計算原理17-19
• 2.3.2 DNA序列Hurst指數(shù)分布規(guī)律分析19-20
• 2.3.3 DNA序列長度與Hurst指數(shù)的關(guān)系20-22
• 2.4 細菌必需基因和非必需基因DNA序列Hurst指數(shù)差異顯著性分析22-27
• 2.4.1 基于非參數(shù)檢驗法的DNA序列Hurst指數(shù)差異顯著性分析22-24
• 2.4.2 兩類基因DNA序列劃分長度區(qū)間Hurst指數(shù)差異性對比24-26
• 2.4.3 兩類基因DNA序列整體Hurst指數(shù)均值對比分析26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-30
• 第三章 基于CGR的細菌必需基因和非必需基因蛋白質(zhì)序列信息維數(shù)對比分析30-40
• 3.1 蛋白質(zhì)序列混沌游戲表示的基本原理30-32
• 3.2 細菌必需基因和非必需基因蛋白質(zhì)序列信息維數(shù)特征分析32-34
• 3.2.1 信息維數(shù)計算原理32-33
• 3.2.2 蛋白質(zhì)序列長度與信息維數(shù)的關(guān)系33-34
• 3.3 細菌必需基因和非必需基因蛋白質(zhì)序列信息維數(shù)差異顯著性分析34-39
• 3.3.1 基于非參數(shù)檢驗法的蛋白質(zhì)序列信息維數(shù)差異顯著性分析34-35
• 3.3.2 兩類基因蛋白質(zhì)序列劃分長度區(qū)間信息維數(shù)差異性對比35-38
• 3.3.3 兩類基因蛋白質(zhì)序列整體信息維數(shù)均值對比分析38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 基于CGR的物種進化關(guān)系分析40-46
• 4.1 數(shù)據(jù)來源40-41
• 4.2 DNA序列的相似性計算方法41-43
• 4.2.1 絕對差法計算遺傳距離矩陣原理41-42
• 4.2.2 Pearson距離法計算遺傳距離矩陣原理42-43
• 4.3 基于CGR的物種進化關(guān)系分析43-45
• 4.3.1 遺傳距離矩陣計算結(jié)果43-44
• 4.3.2 絕對差法和Pearson距離法繪制進化樹結(jié)果分析44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第五章 總結(jié)與展望46-48
• 5.1 論文工作總結(jié)46-47
• 5.2 展望47-48
• 參考文獻48-52
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果52-54
• 致謝54

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本文編號：931481