人类基因组碱基组成的统计研究

论文摘要

Chargaff第一和第二匹配规则构成了DNA双螺旋配对模型和单链上碱基数量关系的理论基石。在我们的研究中,我们对整个人类基因组进行了统计分析,引入了对称性的方法考察不同长度的碱基多联体(从2联体到6联体)和单个的碱基在各条染色体上的分布规律,对各种对称性在人类基因组中的表现形式进行了研究。在对人类基因组进行统计对称性考察的同时,还将各染色体的碱基组成与一条在单个碱基水平上按照Chargaff第二匹配规则生成的随机序列进行了对比分析。我们发现人类基因组在整体上遵守Chargaff第二匹配规则,具有镜像互补对称性。但是在局部范围内,人类基因组表现出了一定程度的对Chargaff第二匹配规则的背离,我们观察到在人类基因组中随着DNA序列长度的不断增大,它对Chargaff第二匹配规则背离就越小。同时,人类染色体与随机序列相比所表现出来的碱基分布不一致性,以及所具有的对称性不一致性,说明了在人类基因组中所表现出来的Chargaff第二匹配规则并不是由于人类染色体上所含碱基数量巨大而出现的统计现象,它的出现是基因组长期进化的结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一部分 研究背景与意义
• 1-1 人类基因组计划
• 1-1-1 人类基因组计划简介
• 1-1-2 人类基因组计划的诞生和启动
• 1-1-3 人类基因组计划的研究内容
• 1-1-4 人类基因组计划的进展与展望
• 1-2 生物信息学及其在人类基因组研究中的应用
• 1-2-1 生物信息学简介
• 1-2-2 HGP与生物信息学的结合—基因组信息学
• 1-2-3 基因组信息学研究的主要内容
• 1-3 CHARGAFF及其对DNA序列碱基组成研究的贡献
• 1-3-1 Chargaff其人介绍
• 1-3-2 Chargaff第一匹配规则
• 1-3-3 Chargaff第二匹配规则
• 1-3-4 Cluster Rule
• 1-3-5 GC rule
• 1-4 课题的选择与研究方案
• 1-4-1 课题的选择背景与选题意义
• 1-4-2 研究方案
• 第二部分 研究材料与方法
• 2-1 研究材料
• 2-1-1 人类基因组序列的获取
• 2-1-2 人类基因组序列的预处理
• 2-1-3 随机序列的获取与处理
• 2-2 研究方法
• 2-2-1 数据处理中应用的软件
• 2-2-2 Matlab及其在生物信息学中的应用
• 2-2-3 碱基统计的方法
• 2-2-4 统计方法的误差分析
• 第三部分 人类基因组的统计性质
• 3-1 DNA序列中的重复与对称
• 3-1-1 DNA序列中的重复
• 3-1-2 DNA序列中的对称
• 3-1-3 DNA序列中的统计对称性
• 3-2 人类基因的基本特征
• 3-3 人类基因组中的对称性考察
• 3-3-1 人类基因组中的镜像对称性
• 3-3-2 人类基因组中的平移互补对称性
• 3-3-3 人类基因组中的镜像互补对称性
• 3-3-4 Chargaff第二匹配与序列长度之间的关系
• 3-3-5 人类基因组中各对称性的对比分析
• 3-4 随机序列中的对称性考察
• 3-4-1 随机序列的对称性
• 3-4-2 随机序列与人类基因组对比
• 3-5 结果与讨论
• 参考文献
• 结束语
• 硕士在读期间发表和待发表的论文
• 致谢
• 附录