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双窗口模型结合小波多尺度分析识别人类基因组Isochore的边界

作　者: 杜志敏
导　师: 王永宏
学　校: 河北工业大学
专　业: 生物物理学
关键词: 人类基因组 isochore分界点 小波多尺度分析 双窗口模型 毒力岛
分类号: Q987
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 54次
引　用: 2次
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内容摘要


早在上个世纪70年代中期,Bernardi和他的同行们在对牛的基因组作密度梯度离心试验时,发现哺乳动物基因组(包括人类基因组)具有mosaic结构,称为isochore。所谓isochore其中文意思是:基因组是由一些较长的大片段组成,在这些长度至少为200kb的大片段DNA序列中,GC含量相对均匀,而在这些大片段的两端GC含量是跃变的,而不是渐变的。许多重要的生物特性都与基因组的isochore结构密切相关。人类基因组测序工作的完成,为在序列水平上研究基因组的isochore结构提供了条件。本论文采用滑动双窗口模型结合小波多尺度分析理论识别isochore的边界。研究对象包括人类组织相容性复合体(MHC)序列、21、22和Y染色体最长的contig。分析结果显示,MHC序列中isochore ClassIII和isochore Class II的分界点位于2,485,798 bp处,该结果同实验数据吻合得相当好。这一结果表明双窗口模型在基因组分析中是一个有效的工具。论文第一章简单介绍了人类基因组计划和相关的生物学知识,并阐述了生物信息学产生的背景。论文第二章介绍双窗口模型方法的原理。论文第三章介绍小波多尺度分析理论。小波多尺度分析是分析非平稳信号的有效工具。利用多尺度分析可以消除原始信号中的噪声,提取信号的主要特征量,使整体范围内的跃变信号凸现出来。论文第四章分析了人类主要组织相容性复合体(MHC)序列、21、22和Y染色体以及21、22号染色体最大contig的isochore结构。论文第五章介绍了微生物基因识别的常用软件和肠细菌的毒力岛知识。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-15
  §1-1 人类基因组计划（HGP）  10-11
  §1-2 相关生物学知识  11-15
    1-2-1 核苷酸序列  11-12
    1-2-2 哺乳动物基因组的mosaic 结构  12-13
    1-2-3 MHC 序列及其结构  13-14
    1-2-4 Isochore 结构分析的几种常见方法  14-15
第二章 双窗口模型技术  15-18
  §2-1 DNA 序列的滑动窗口模型技术  15-16
  §2-2 双窗口模型——对滑动窗口模型的改进  16-18
第三章 小波多尺度分析理论  18-28
  §3-1 引言  18
  §3-2 Fourior 变换和小波变换  18-21
    3-2-1 Fourior 变换  18-20
    3-2-2 小波分析  20-21
  §3-3 常用的小波函数（Daubechies 小波系）  21-23
  §3-4 离散小波变换和二进制小波变换  23-25
    3-4-1 离散小波变换  23-24
    3-4-2 二进制小波变换  24-25
  §3-5 多分辨率分析（Multiresolution Analysis）  25-27
  §3-6 小波对信号的消噪和小波分析在生物信息学中的应用  27-28
第四章 识别 ISOCHORE 的边界  28-40
  §4-1 引言  28
  §4-2 材料与方法  28-30
    4-2-1 材料  28-29
    4-2-2 双窗口模型的应用  29
    4-2-3 小波对信号的消噪处理  29-30
    4-2-4 区域的合并原则  30
  §4-3 结果与讨论  30-38
    4-3-1 人类组织相容性复合体（MHC）的isochore 结构  30-31
    4-3-2 人类21 号、22 号和Y 染色体的isochore 结构  31-38
  §4-4 结论  38-40
第五章 微生物基因识别与肠细菌病毒岛分析  40-52
  §5-1 微生物基因识别  40-49
    5-1-1 引言  40
    5-1-2 基因预测及产物分析  40-42
    5-1-3 基因预测产物的功能  42-45
    5-1-4 基因组的进化分析  45-49
  §5-2 肠细菌毒力岛分析  49-52
    5-2-1 毒力岛的概念及特征  49-50
    5-2-2 大肠杆菌的毒力岛  50
    5-2-3 志贺氏痢疾杆菌的毒力岛  50-52
参考文献  52-55
致谢  55

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中图分类: > 生物科学 > 人类学 > 人类遗传学
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