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带假结的RNA二级结构预测算法研究

作　者: 彭政
导　师: 骆嘉伟
学　校: 湖南大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: RNA二级结构假结遗传算法快速动态权重匹配算法
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 93次
引　用: 3次
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内容摘要

随着生物信息学的发展和对RNA研究的深入,RNA已经不仅是从DNA到蛋白质的信息传递者,在RNA病毒和某些动物细胞中,RNA还是遗传信息的载体,控制蛋白质的合成,甚至在某些癌细胞和动物胚胎细胞中,可以由RNA转录出DNA。RNA的功能由RNA的结构所决定,对RNA二级结构预测算法的研究已经成为生物信息处理的研究重点。假结是RNA中一种复杂的二级结构,同时假结决定了一些重要的生物功能,因此对带假结的RNA二级结构预测算法的研究是RNA二级结构预测算法研究中的热点。首先,本文提出了基于动态权重的RNA二级结构预测的遗传算法。动态权重是最大权重的改进,最大权重是最大堆迭的改进,本文在基于最小自由能的RNA二级结构预测的遗传算法的基础上,用动态权重模型替换了最小自由能模型。实验表明,基于动态权重的RNA二级结构预测的遗传算法不仅能够预测假结,而且还能够预测假结中较复杂的非平面假结。其次,本文提出了基于快速动态权重匹配的RNA二级结构预测算法。该算法不仅与动态权重匹配算法一样对某些特定的RNA进行二级结构预测有着很高的准确率和O(n2)的理想空间复杂度,而且在动态权重算法的基础上得到了很好的改进。一是通过引入了最大动态权重茎区快速搜索算法,使得算法的时间复杂度由动态权重匹配算法的O(n3logn)降到了新算法的O(n3);二是扩充了对RNA中假结进行搜索的范围,实验表明,与动态权重匹配算法相比,基于快速动态权重匹配的RNA二级结构预测算法能够预测更多可能存在的假结。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
第1章绪论  12-19
  1.1 研究背景及意义  12-13
  1.2 RNA 二级结构预测的研究现状  13-17
    1.2.1 基于最小自由能的动态规划算法  13-15
    1.2.2 其它算法  15-16
    1.2.3 带假结的RNA 二级结构预测  16-17
  1.3 研究内容及论文结构  17-18
    1.3.1 研究内容  17
    1.3.2 本文工作  17
    1.3.3 论文结构  17-18
  1.4 小结  18-19
第2章 RNA 的结构及功能  19-27
  2.1 RNA 简介  19-20
  2.2 RNA 的结构  20-24
    2.2.1 RNA 的一级结构  20-21
    2.2.2 RNA 的二级结构  21-24
  2.3 RNA 的分类及功能  24-26
    2.3.1 m RNA  25
    2.3.2 tRNA  25
    2.3.3 rRNA  25-26
    2.3.4 其它RNA  26
  2.4 小结  26-27
第3章基于动态权重的RNA 二级结构预测的遗传算法  27-36
  3.1 智能优化算法在RNA 二级结构预测上的应用  27-30
    3.1.1 螺旋区堆积法  27-28
    3.1.2 遗传算法  28-29
    3.1.3 神经网络算法  29-30
  3.2 带假结的RNA 二级结构预测的遗传算法  30-35
    3.2.1 遗传算法概述  30-31
    3.2.2 基于动态权重的RNA 二级结构预测的遗传算法  31-33
    3.2.3 实验结果及其分析  33-35
  3.3 小结  35-36
第4章基于快速动态权重匹配的RNA 二级结构预测算法  36-47
  4.1 最大权重匹配算法  36-40
    4.1.1 RNA 二级结构预测的最大权重匹配算法  36-37
    4.1.2 碱基配对权重值的确定  37-40
  4.2 快速动态权重匹配算法  40-46
    4.2.1 动态权重匹配算法  40
    4.2.2 快速动态权重算法的由来  40-41
    4.2.3 最大动态权重茎区快速搜索算法  41-42
    4.2.4 快速动态权重匹配算法  42-44
    4.2.5 实验结果及分析  44-46
  4.3 小结  46-47
结论  47-49
参考文献  49-54
致谢  54-55
附录A 攻读硕士学位期间所表的学术论文目录  55-56
附录B 攻读硕士学位期间参与的项目  56

带假结的RNA二级结构预测算法研究

内容摘要

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