生物序列进化树的构建

论文摘要

随着一些微生物基因组、人类基因组、拟南芥基因组和水稻基因组全序列测定项目的完成和快速进展,以及各种生物的基因和蛋白序列的研究,产生了越来越多庞大的分子序列数据。计算分子生物学是一门崭新的交叉学科,主要是研究分子生物学应用上具有计算复杂度的问题,它吸引了许多计算机科学家,分子生物学家,数学家,物理学家投入研究.计算分子生物学的研究对象是与基因和蛋白序列有关的组合和计算问题。计算分子生物学的主要课题有:序列组合,序列分析,生物信息资料库,基因认定,种族树的构建以及结构预测等。本文皆在探索一些简而有效的分析生物数据的方法,主要内容可以概括为以下几方面:1)简单介绍了分子生物学的一些基础知识,包括常用的术语和基本概念都做了简要的介绍。以及系统发生树构建主要方法和软件的介绍。2)在进化树的构建方面提出了条件LZ复杂度的新方法,应用于DNA序列与蛋白质序列的进化树构建。这个方法对序列的长度没有要求,并且时间复杂度不高,也不涉及任何模型的假设。3)对线粒体DNA序列通过图形表示及计算曲线的散度均值来构造模糊论中的相似矩阵,由此我们提出一种新的方法,用模糊聚类的图论法中的Kruskal算法来进行系统进化树的重构。

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第一章绪论

1.1 生物序列研究的背景、理论意义及应用价值

1.2 本文的组成和主要贡献

第二章预备知识

2.1 分子生物学知识概论

2.1.1 核酸

2.1.2 蛋白质

2.1.3 分子遗传学机制

2.2 种系发生树

2.2.1 常用种系发生树构建方法

2.2.2 构建种系发生树的主要过程及相关软件

2.3 本章小结

第三章蛋白质序列系统发生树的构建

3.1 蛋白质特征序列

3.2 Lempel-Ziv 算法和 Lempel-Ziv 复杂性

3.3 条件 Lempel-Ziv 复杂性

3.4 距离度量

3.5 实例分析

3.6 本章小结

第四章 DNA 序列系统发生树的构建

4.1 模糊聚类的 Kruskal 算法构建系统发生树

4.1.1 DNA 序列的三维图形表示

4.1.2 数值刻划

4.1.3 构造相似矩阵

4.1.4 最大树与进化树的构造

4.2 条件LZ 复杂度构建系统发生树

4.2.1 DNA 特征序列

4.2.2 实例分析

4.3 本章小节

结论

参考文献

攻读硕士学位期间公开发表的论文

致谢

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