基于信息熵理論的基因組特性研究.pdf

1、從處理遺傳信息的角度來(lái)看，細(xì)胞本身構(gòu)成了一個(gè)信息處理獨(dú)立基本單元，從DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄到RNA翻譯為蛋白質(zhì)，對(duì)生物的遺傳信息進(jìn)行存儲(chǔ)、傳遞。按傳統(tǒng)的遺傳學(xué)觀點(diǎn)，所有的遺傳信息都存儲(chǔ)在生物的遺傳物質(zhì)之中，這個(gè)信息處理系統(tǒng)控制著生物的發(fā)育、生長(zhǎng)和遺傳。要揭示生命內(nèi)部的具體工作機(jī)制，使用信息科學(xué)中的方法來(lái)研究遺傳信息的存儲(chǔ)、傳遞和表達(dá)是必不可少的。
　　信息論是研究信息的度量、傳遞、交換和存儲(chǔ)的一門科學(xué)。由于遺傳信息作為一種信息，其存儲(chǔ)

2、與傳遞也必然遵循信息存儲(chǔ)與傳遞的一般規(guī)律，因而可以采用信息論方法對(duì)遺傳信息進(jìn)行分析。
　　本文首先針對(duì)基因組翻譯起始和終止區(qū)域的堿基分布，如保守性、周期性等問(wèn)題，提出了一種基于信息熵方法的模型進(jìn)行分析。對(duì) DNA序列上起始密碼子、終止密碼子附近區(qū)域的堿基分布情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，使用該模型的方法計(jì)算了該區(qū)域每個(gè)位點(diǎn)的信息熵，進(jìn)而計(jì)算出信息剩余度，繪制出信息剩余度曲線。分析了各位點(diǎn)的保守性，對(duì)編碼區(qū)域和非編碼區(qū)域中的不同進(jìn)行了分析比較。<

3、br>　　對(duì)編碼起始、終止位點(diǎn)附近區(qū)域的信息熵分析的結(jié)果顯示：在原核生物中，其編碼區(qū)域的信息剩余度呈現(xiàn)非常強(qiáng)的周期為三的性質(zhì)；親緣較近的序列，其信息剩余度曲線相互聚集；在原核生物生物特有的SD區(qū)域，信息剩余度相對(duì)較大。而對(duì)真核生物的分析結(jié)果則相對(duì)較差，需要進(jìn)一步的研究。
　　同時(shí)，針對(duì)基因組序列相似性分析問(wèn)題，本文提出了一種基于信息熵的相似性度量模型。將兩條比對(duì)后的序列間的平均交互信息量與它們的聯(lián)合熵之比作為它們的相似性度量。使用