基于弧圖特征的RNA二級結(jié)構(gòu)圖形表示及相似性分析.pdf

1、人類基因組測序和分析工作的完成進一步提高了人們對各種生物序列及基因研究的熱情，產(chǎn)生了各種各樣龐大的序列數(shù)據(jù)庫和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫。如何對這些數(shù)據(jù)進行科學(xué)的分析和處理，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律以指導(dǎo)生物學(xué)的研究和實驗，是當今生物信息學(xué)研究的重要內(nèi)容?；趫D形的序列相似性分析，尤其針對包含假結(jié)結(jié)構(gòu)的序列，如何給出有效的基因序列的圖形表達方式并在此基礎(chǔ)上對序列之間的關(guān)系進行分析是生物信息學(xué)中的一個熱門課題。
　　 生物序列的圖形表示方法是最近發(fā)展起來的應(yīng)

2、用于RNA二級結(jié)構(gòu)分析的強有力可視化工具，它能夠揭示蘊藏在RNA序列中的結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)的生物信息。假結(jié)結(jié)構(gòu)是RNA序列的重要組成部分，對RNA序列的功能有著重要的影響，很多重要的功能位點都位于假結(jié)區(qū)域。本文在分析RNA二級結(jié)構(gòu)的2D、3D及高維圖形表示方法的基礎(chǔ)上，提出了一種RNA二級結(jié)構(gòu)的2D圖形表示；對現(xiàn)有弧圖語法的重寫規(guī)則進行約簡，提出了含假結(jié)RNA二級結(jié)構(gòu)的弧圖特征的計算方法，得到了一種基于弧圖特征的RNA二級結(jié)構(gòu)的圖形表示方法

3、。本文的主要工作有：
　　 第一，基于RNA二級結(jié)構(gòu)的化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點，考慮了前配對基與后配對基的區(qū)別，提出了RNA二級結(jié)構(gòu)的2D圖形表示方法--V曲線組表示法，并證明了V曲線組具有無退化的特性，實現(xiàn)了基因序列的數(shù)據(jù)可視化。把V曲線組圖形表示法應(yīng)用于9個病毒RNA-3末端的二級結(jié)構(gòu)，給出了基于圖形表示法的RNA二級結(jié)構(gòu)數(shù)字特征并分析了它們之間的相似性。
　　 第二，對現(xiàn)有弧圖語法的重寫規(guī)則進行約簡，定義了單弧順序重寫方

4、式，實現(xiàn)了含假結(jié)RNA二級結(jié)構(gòu)的順序重寫，把數(shù)量無限的RNA二級結(jié)構(gòu)弧圖映射成為數(shù)量有限的重寫規(guī)則，提出了弧圖極大閉區(qū)間的概念，給出了基于極大閉區(qū)間的弧圖特征計算方法和計算公式，對RNA二級結(jié)構(gòu)進行區(qū)間劃分，把基于極大閉區(qū)間的弧圖特征作為一個參數(shù)應(yīng)用于含假結(jié)RNA二級結(jié)構(gòu)的圖形表示方法，提出了一種能夠表示含假結(jié)RNA二級結(jié)構(gòu)的2D圖形表示方法--P曲線組表示法，P曲線組同樣具有非退化的特性。最后把P曲線組圖形表示方法應(yīng)用于14個RNA二