基于信息論的原核生物翻譯初始階段的編碼特性研究.pdf

1、生物體產(chǎn)生的難以置信的特性是自然選擇的結果。自然選擇對生物進化如此有效的基本條件應是：第一，生物體具有攜帶能被繼承的“信息”載體，能夠被繼承的“信息”被稱做基因信息，基因信息由有限個基因碼元排成的基因序列所表達；第二，存在一種精確復制基因信息的生化機制，這種復制過程會產(chǎn)生錯誤，但是錯誤必須很少，復制是幾何增長；第三，基因信息的復制過程必須伴隨基因產(chǎn)物的出現(xiàn)，生物體的自我復制是基因信息復制和基因產(chǎn)物出現(xiàn)的統(tǒng)一過程；第四，基因信息復制過程中

2、產(chǎn)生的錯誤（變異或突變）本身應能被復制，有益的變異才能被自然選擇保留。
　　本文研究的主要對象是關于基因信息。從信息論角度，將生物體看作是一種特殊的信息處理系統(tǒng)，基于通信系統(tǒng)結構，將分子生物的信息傳遞過程用通信模型描述。結合生物學理論，運用統(tǒng)計學和信息論方法對基因數(shù)據(jù)進行分析和有用信息提取。基于這種思路探討生物細胞內(nèi)最大信息源——基因組 DNA序列的冗余、編碼特性、SD區(qū)域的位置識別以及16S rRNA對基因序列可能的差錯控制特性

3、。論文的主要研究工作有：
　?。?）以生物學研究成果為基礎，利用interned獲取開放的生物信息學資源，分析基因組DNA的編碼區(qū)、非編碼區(qū)可能的編碼特性。
　　（2）利用最小漢明距離譯碼，分析核糖體16S rRNA的突變對原核生物DNA翻譯效率表達的影響，仿真結果表明原核生物可能以16S rRNA作為一個標準的差錯校驗碼對DNA全序列進行檢錯與糾錯，再次證明了運用通信編碼理論分析原核生物遺傳信息傳遞的可行性。
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4、3）根據(jù)SD序列的特點，利用流密碼中Berlekamp-Massey算法，應用LFSR模型，導出校驗矩陣，仿真實驗證明，運用該校驗矩陣所得到的校驗值不但可以標明原核生物的SD序列的起始位置，而且還可以標明起始密碼子的位置。
　　運用學科交叉融合能揭示生物分子數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，數(shù)據(jù)之間的復雜聯(lián)系，從而探索這些數(shù)據(jù)中蘊含的生物學知識和規(guī)律。結合信息論分析DNA序列，有望揭示生物分子信息的本質(zhì)，使人類有可能了解、掌握遺傳信息的編碼、傳遞及表達