基于非線性理論方法的生物序列特性的研究.pdf

1、揭示生物分子數(shù)據(jù)隱含的生物信息是生物信息學的長遠目標。生物分子數(shù)據(jù)之間存在著復雜的聯(lián)系，數(shù)據(jù)中蘊含著豐富的生物學知識和生物學規(guī)律。本文主要研究的是用非線性理論方法來研究生物序列的特性。 本文首先著重研究氨基酸序列的特性，這是研究氨基酸序列與蛋白質結構及功能之間關系的一個前提。在前人的研究基礎上，先介紹研究序列特性的非線性預測方法，并用此方法處理兩組不同的蛋白質序列，從研究結果發(fā)現(xiàn)蛋白質序列具有非線性特性。為了進一步分析蛋白質序列

2、的特性，用同樣方法研究隨機序列和混沌序列，將蛋白質序列的研究結果和隨機序列以及混沌序列的研究結果進行比較，發(fā)現(xiàn)蛋白質序列是非隨機的，具有顯著的非線性特性，并且得出可能具有混沌特性的猜測。 判斷一個系統(tǒng)是否具有混沌特性最直接的方法是計算其最大Lyapunov指數(shù)。計算蛋白質序列的最大Lyapunov指數(shù)是本文的主要創(chuàng)新點，先將蛋白質序列通過混沌隨機游走的方法轉化為時間序列，再利用Wolf提出的計算最大Lyapunov指數(shù)的方法計算

3、對應時間序列的最大Lyapunov指數(shù)值。在選定的嵌入維數(shù)和時間延遲下，兩組蛋白質序列所對應的時間序列的最大Lyapunov指數(shù)值都大于零。由混沌理論，系統(tǒng)存在混沌的充分條件是系統(tǒng)的最大Lyapunov指數(shù)大于零。從而驗證了蛋白質序列具有混沌特性的猜測。 在DNA研究方面，本文先給出了一種DNA序列的基因簽名的表示方式，然后將該基因簽名應用到入侵植物特定的DNA序列中進行實例分析。這是將已有理論應用到具體實際問題中的一種嘗試，有