序列比對(duì)優(yōu)化算法研究.pdf

1、序列比對(duì)是整個(gè)生物信息學(xué)中重要的組成部分，是從生物分子序列中進(jìn)行信息分析與挖掘的基礎(chǔ)。通過(guò)序列比對(duì)人們可以從DNA序列中推斷出蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)；通過(guò)序列比對(duì)人們可以從基因數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索查找新的序列；通過(guò)序列比對(duì)人們可以分析生物進(jìn)化以及推斷生物分子的結(jié)構(gòu)與功能信息。 本文首先介紹了分子生物學(xué)背景知識(shí)，對(duì)生物序列比對(duì)技術(shù)的各個(gè)方面進(jìn)行了介紹，包括序列比對(duì)的基本原理、全局比對(duì)、局部比對(duì)、雙序列比對(duì)和多序列比對(duì)。其中研究了幾種用于序列比對(duì)

2、的軟件系統(tǒng)。FASTA搜索和BLAST搜索用于雙序列比對(duì)，能夠在數(shù)據(jù)庫(kù)中找出與新序列相關(guān)的已知序列。ClustalW程序用于多序列比對(duì)，它是目前比較好的一種多序列比對(duì)軟件。 在對(duì)多序列比對(duì)的研究中，主要是基于漸進(jìn)算法的全局多序列比對(duì)算法的分析和實(shí)現(xiàn)。闡述了漸進(jìn)比對(duì)算法的原理，算法用到了許多基本算法，主要是動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法和Needleman—Wunsch算法，討論了系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)的構(gòu)建以及鄰近歸并算法。分析了空位罰分和打分矩陣對(duì)比對(duì)的影

3、響．在此基礎(chǔ)上，用面向?qū)ο蟮姆椒ㄔO(shè)計(jì)了漸進(jìn)算法的全局多序列比對(duì)軟件系統(tǒng)，文章給出了設(shè)計(jì)思想和UML活動(dòng)圖、UML類圖。在JBuilderX開(kāi)發(fā)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了軟件系統(tǒng)，并給出了JBuilderX根據(jù)代碼自動(dòng)生成的UML類圖。對(duì)于測(cè)試結(jié)果按組進(jìn)行分析。 在漸進(jìn)算法的基礎(chǔ)上，本文提出可以使用迭代算法對(duì)全局多序列比對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，文章給出了改進(jìn)的方法和具體設(shè)計(jì)。最后，使用BAliBASE數(shù)據(jù)庫(kù)中142個(gè)文件進(jìn)行測(cè)試，給出了測(cè)試用例。并