生物多序列比对研究算法

论文摘要

生物信息学是生物学与计算机科学以及应用数学等学科相互交叉而形成的一门新兴学科。它通过对生物学实验数据的获取、加工、存储、检索与分析,进而达到揭示数据所蕴含的生物学意义的目的。在生物信息学领域,有众多的算法帮助生物学家和实验室对生物学的蛋白质序列和基因序列进行比对,帮助他们发现其中的奥秘,但是还有很多地方值得改进和完善。本文以分子生物学的蛋白质序列和基因序列为研究对象,分析和研究了两两比对和多序列比对的算法和技术,介绍蛋白质结构并从生物信息学方向对其功能进行了预测。本文还分析了多序列比对最常使用的软件ClustalX的使用,并在具体操作使用过程遇到的常见问题进行了个人总结。并在序列分析中经常使用的一种算法技术——动态编程进行了仔细的研究分析。可以使用递归,但因为递归重复解决相同的子问题造成效率低下的时候,则可以采用动态编程进行处理,并分析得到一个问题的最优解能够用原始问题的子问题的最优解构造得到。并使用JAVA语言对动态编程进行了实现。本题采用的方法是：阅读文献资料,查阅书籍、网上查找。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 生物信息学相关概念及发展概况
• 1.1.1 生物信学的相关息概念
• 1.1.2 生物信息学的发展概况
• 1.2 生物信息学的现状研究
• 1.2.1 国外研究状况
• 1.2.2 国内研究状况
• 第二章 序列对比的生物学基础
• 2.1 细胞
• 2.2 蛋白质的结构和功能
• 2.2.1 蛋白质的功能
• 2.2.2 蛋白质的分子组成
• 2.2.3 蛋白质结构与功能的关系
• 2.3 DNA
• 2.4 中心法则
• 2.5 分子生物学工具
• 第三章 多序列对比技术和算法研究
• 3.1 生物学背景
• 3.2 比对两个序列
• 3.3 多序列比对算法
• 3.3.1 多序列比对的定义
• 3.3.2 算法复杂性
• 3.3.3 比对方法
• 3.3.4 多序列比对的数据库
• 3.3.5 蛋白质结构与功能预测
• 3.4 多序列比对实例
• 3.4.1 ClustalX做多序列比对分析图示
• 3.4.2 ClustalX常见问题说明
• 第四章 基因序列比对的软件设计和实践
• 4.1 基因序列比对与动态编程简介
• 4.1.1 基因和字符串算法
• 4.1.2 动态编程
• 4.2 动态编程和基因序列比对设计思路
• 4.2.1 动态编程的工作原理
• 4.2.2 动态编程解决的三个问题
• 4.3 动态编程和基因序列比对Java语言的实现
• 4.4 动态编程和基因序列比对总结
• 第五章 结论
• 5.1 论文总结
• 5.3 不足和展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果