小波變換在isochore邊界識(shí)別中的應(yīng)用.pdf

1、哺乳動(dòng)物(包括人類)基因組的mosaic結(jié)構(gòu),是在上個(gè)世紀(jì)七十年代中期分析牛基因組密度梯度平衡離心實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的結(jié)論.Bernardi et al研究發(fā)現(xiàn)人類的基因組是由許多isochore構(gòu)成的,isochore是較長(zhǎng)的(平均長(zhǎng)度>>300 Kb)GC含量相對(duì)均勻的DNA片段,并且在不同的isochore家族中,基因的分布也是有區(qū)別的.隨著人類基因組測(cè)序工作的進(jìn)展,對(duì)其結(jié)構(gòu)的分析已經(jīng)發(fā)展到序列水平.該論文就是以張春霆教授提出的Z曲線理

2、論為基礎(chǔ),結(jié)合小波變換多尺度分析理論,來(lái)識(shí)別isochore邊界.我們以人類組織相容性復(fù)合體(MHC)、21和22號(hào)染色體最長(zhǎng)的contig為研究對(duì)象.運(yùn)用該算法識(shí)別出MHC序列中isochore ClassⅢ和isochore ClassⅡ的分界點(diǎn)位于2,490,368 bp處.該結(jié)果同實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合得很好.同時(shí)該算法在21號(hào)染色體中識(shí)別出一段長(zhǎng)度大約是7 Mb的基因和Alu含量都很少的isochore.我們還發(fā)現(xiàn)21號(hào)染色體的GC含量

3、比22號(hào)染色體GC含量均勻得多.與滑動(dòng)窗口算法相比較,該算法在識(shí)別isochore邊界上可以達(dá)到最高精度,即能夠精確到單個(gè)堿基.與信息熵算法相比較,該算法更加直觀且具有較小的計(jì)算量.我們研究得到的一個(gè)重要結(jié)論就是在人類基因組中的確存在一些分界點(diǎn),在這些分界點(diǎn)的前后基因組的GC含量發(fā)生了很大的變化.這些"奇異點(diǎn)"都被認(rèn)為是可能的isochore邊界.該論文中提出的算法適用性廣,可以用來(lái)分析任何基因組.此外,作者還對(duì)完全測(cè)序細(xì)菌、古細(xì)菌的基