基于K-mer相似性算法的DNA探針設(shè)計系統(tǒng).pdf

1、隨著基因組數(shù)據(jù)的增長、DNA寡核苷酸合成與芯片技術(shù)的進(jìn)步，寡核苷酸微陣列成為了最廣泛使用的高通量分子工具之一。DNA微陣列的檢測精度在很大程度上取決于DNA探針設(shè)計的好壞，因此，如何設(shè)計出具有高特異性、靈敏性以及一致性的探針十分關(guān)鍵。此外，如何提高DNA探針設(shè)計效率，在DNA序列數(shù)據(jù)激增的今天同樣重要。
　　本文通過分析DNA探針設(shè)計中序列比對問題的特性，提出了針對DNA探針設(shè)計的全局比對算法——K-mer相似性算法。該算法能夠得

2、到與動態(tài)規(guī)劃算法Needleman-Wunsch同樣的結(jié)果，但是速度達(dá)到前者的60多倍。設(shè)計并實現(xiàn)了基于K-mer相似性算法的DNA探針設(shè)計系統(tǒng)，為用戶提供快速的、高質(zhì)量的DNA探針設(shè)計服務(wù)。
　　本文通過分析當(dāng)前DNA探針設(shè)計軟件所考慮的影響DNA探針特異性、靈敏性、一致性的因素，綜合使用了低復(fù)雜度區(qū)域過濾、最大連續(xù)匹配長度過濾、探針與非目標(biāo)序列最大相似性限定、DNA探針GC含量過濾、熔解溫度Tm值過濾以及自由能過濾，以便保證所

3、設(shè)計的DNA探針具有高特異性、靈敏性與一致性。除此之外，本系統(tǒng)不僅可以為每個基因序列設(shè)計特異探針，而且可以為不存在特異探針的序列設(shè)計組探針。
　　在文章最后，對DNA探針設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行了測試。首先，分別對DNA探針設(shè)計系統(tǒng)的主要模塊進(jìn)行了功能測試，測試結(jié)果表明，系統(tǒng)的各個子模塊表現(xiàn)良好，基本達(dá)到設(shè)計要求。然后，對系統(tǒng)的核心算法進(jìn)行了測試，并與DNA探針設(shè)計系統(tǒng)中常用算法進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，本系統(tǒng)所采用的算法在保證準(zhǔn)確性的同時，具有