基于傅里葉變換和數(shù)值映射的基因外顯子識別算法研究.pdf

1、隨著人類基因組工作的初步完成,一門新興的學(xué)科也隨之誕生——生物信息學(xué),它是結(jié)合計算機(jī)技術(shù)和生物技術(shù)發(fā)展的學(xué)科,是數(shù)學(xué)、統(tǒng)計、計算機(jī)與生物醫(yī)學(xué)交叉的學(xué)科,研究生物信息的采集、處理和解釋等各方面.基因識別就是重要的研究內(nèi)容之一,研究基因識別具有深遠(yuǎn)的生物意義.
　　本文主要研究基因外顯子的識別問題.討論了原核生物和真核生物的結(jié)構(gòu)和識別方法,分析了外顯子識別的基本原理和基本流程,對每一個識別步驟進(jìn)行了研究,利用信號處理的相應(yīng)方法解決外顯

2、子的識別問題.比較各種現(xiàn)有外顯子識別算法的優(yōu)劣,提出了改進(jìn)算法.
　　首先,探討了外顯子的3-周期性,研究了自相關(guān)傅里葉變換對外顯子的3-周期性呈現(xiàn)效果的影響,利用Matlab軟件編程繪制功率譜圖形,發(fā)現(xiàn)自相關(guān)傅里葉變換可以增大具有3-周期性外顯子的N/3處功率譜值.調(diào)整相鄰的兩個或兩個以上的外顯子連在一起后的順序,通過自相關(guān)傅里葉變換繪制功率譜圖,得到調(diào)整后序列的3-周期性表現(xiàn)效果更強(qiáng).
　　其次,分析現(xiàn)有數(shù)值映射方法的轉(zhuǎn)

3、化規(guī)則,將映射方法進(jìn)行分類,討論每一類數(shù)值映射對外顯子3-周期性表現(xiàn)的影響,以及Voss,Z-curve和正四面體映像之間的關(guān)聯(lián),提出Z-curve映射下的快速算法.結(jié)合現(xiàn)有不同種類基因的閾值確定模型,提出兩種改進(jìn)模型,通過計算綜合評價指標(biāo),表明改進(jìn)模型較優(yōu)于原閾值確定模型.
　　最后,進(jìn)行基因外顯子識別,根據(jù)閾值確定模型得到不同種類基因的閾值,采用自適應(yīng)窗口平移法來計算每一次平移后窗口內(nèi)的信噪比,通過比較得到外顯子和內(nèi)含子的識別