遞歸迭代函數(shù)系統(tǒng)模型在細(xì)菌基因組分析中的應(yīng)用.pdf

1、本文的主要內(nèi)容由兩個(gè)部分組成，內(nèi)容的第一部分研究了基因組序列的混沌游戲表示的遞歸迭代函數(shù)系統(tǒng)模擬，第二部分我們利用基因組的連接蛋白質(zhì)序列討論了細(xì)菌的進(jìn)化相關(guān)性問題。
　　 隨著我們得到的基因組的逐漸增多，越來越多的研究人員開始從基因組層面上來研究生物體的各種性質(zhì)特征。 Jeffrey[8]在1990年介紹了DNA序列的混沌游戲表示。后來Fisher等[15]將DNA序列的混沌游戲表示思想推廣到了蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)的研究上。Yu等[20]

2、在2004年首先從基因組的角度分析了連接的蛋白質(zhì)序列的混沌游戲表示。本文中我們將研究基因組的三種序列(全基因組DNA序列、全基因組的連接的編碼DNA序列和全基因組的連接的蛋白質(zhì)序列)的混沌游戲表示。從這些混沌游戲表示中我們可以看到明顯的自相似或分形結(jié)構(gòu)。在分形幾何及其應(yīng)用中，研究的比較廣泛的是下面兩類問題：第一類是根據(jù)給定的數(shù)據(jù)集與規(guī)則可以得到什么樣的分形圖形，第二類是其逆問題，即根據(jù)給定的數(shù)據(jù)集和分形圖形確定規(guī)則中的未知參數(shù)。這里我們

3、考慮的是第二類問題，根據(jù)全基因組序列數(shù)據(jù)和它們的混沌游戲表示，利用矩方法確定其遞歸迭代函數(shù)系統(tǒng)模擬中的參數(shù)，并用測(cè)度的累積行走和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差這兩個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)遞歸迭代函數(shù)系統(tǒng)對(duì)基因組的三種序列的混沌游戲表示的擬合情況。我們發(fā)現(xiàn)用遞歸迭代函數(shù)系統(tǒng)來模擬基因組的連接蛋白質(zhì)序列的混沌游戲表示效果最好。
　　 通過比較各個(gè)基因組來分析基因組信息組織的結(jié)構(gòu)和規(guī)律，發(fā)現(xiàn)與功能密切相關(guān)的保守序列，研究物種之間的進(jìn)化關(guān)系是今后基因組序列分析的

4、一個(gè)重要方向。本文中我們從三個(gè)角度研究了細(xì)菌之間的進(jìn)化關(guān)系，第一，通過分析，我們發(fā)現(xiàn)遞歸迭代函數(shù)系統(tǒng)中的被估計(jì)參數(shù)，即概率矩陣，可以反映一些物種的進(jìn)化分類信息，我們用概率矩陣之間的歐氏距離構(gòu)建了細(xì)菌的進(jìn)化樹；第二，我們也利用細(xì)菌基因組的連接蛋白質(zhì)序列的混沌游戲表示與它們的遞歸迭代函數(shù)系統(tǒng)模擬的測(cè)度之間的差的相關(guān)距離矩陣構(gòu)建了細(xì)菌的進(jìn)化樹；第三，根據(jù)下文中的定義我們用細(xì)菌基因組的連接蛋白質(zhì)序列的混沌游戲表示的測(cè)度與其遞歸迭代函數(shù)系統(tǒng)模擬的