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《华中科技大学》 2004年
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若干DNA计算粘贴模型的研究

董亚非  
【摘要】:本文主要从粘贴模型和粘贴系统两个方面出发,对图与组合优化中的若干问 题进行了研究和讨论,具体内容如下: 粘贴系统是一种基于粘贴运算的语言生成器,也是一种遵循 Watson-Crick 互补性质进行退火操作的 DNA 计算抽象模型。本文利用粘贴系统的巨大并行性, 给出了旅行商问题的 DNA 计算模型,并通过实例对所建模型进行了验证。 最小顶点覆盖问题是一个 NP 完全问题,它在分子生物学、调度问题、错误 诊断和恢复集装线平衡、油轮行程安排及开关理论中有着广泛的应用。本文利用 粘贴系统理论对最小顶点覆盖问题的计算模型进行了研究和探索。对系统的限制 条件进行了修改,在设计不完整分子 LRρ(V)时,将双链部分定义为单链,左、 右的粘性末端连接形式相同,或者同时为上连接,或者同时为下连接。本文认为, 如果将LRρ(V)式中的双链部分定义为非空的任意形式,则可表达的 DNA 序列状 态增加到 10 种。 检测问题是 DNA 计算中的一个关键问题。本文通过建立最小顶点覆盖问题 DNA 计算的表面粘贴模型对检测问题进行了探讨。在建立模型时,对图的顶点 和边用一定长度的寡聚核苷酸片断表示;在设计 DNA 序列时采用了双色荧光标 记策略,通过在模板链上加入荧光剂和荧光猝灭分子,使得粘贴串与模板链发生 杂交反应后产生的荧光猝灭效果,来检测最后的结果。 DNA 计算是通过若干步生化实验完成的,实验步骤的多少直接会影响计算 的精度和计算时间。粘贴模型主要是利用 DNA 分子的互补原理,通过控制 DNA 序列的变性与复性,对目标位点进行操作而达到计算目的。在这样的计算中,每 一步变性与复性都涉及到整个序列的 DNA 分子,因而操作步骤的次数对该模型 的计算效果显得尤为明显。本文通过将一种新的生物分子-PNA 引入到粘贴模 型中,尝试减少计算过程中的分子操作次数。PNA 分子是一种人工合成的生物 I WP=5 分子,它与 DNA 之间的连接具有连接牢固、解链温度高,和分子不带电荷、几 乎不受离子浓度影响的特性。根据 PNA 分子的这种特性,本文利用 DNA 分子设 计存储链和分离探针,PNA 分子设计粘贴串,给出了一个基于粘贴模型求解完 美匹配问题的 DNA 计算模型。该模型的难点在于控制变性温度。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP301

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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9 马艳芝;张玉星;;梨属植物基因组DNA提取部位对RAPD扩增的影响[A];第二届全国果树分子生物学学术研讨会论文集[C];2009年
10 高水平;范丙友;刘改秀;史国安;李嘉珏;孔祥生;;牡丹ACS反义基因植物表达载体的构建[A];中国观赏园艺研究进展(2010)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王庆莲;苹果多胺和脯氨酸合成代谢相关基因的功能鉴定[D];山东农业大学;2009年
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3 郑小坚;家蚕类胰岛素基因BBX-B8的功能研究[D];苏州大学;2010年
4 张本宏;控制系统中多模冗余与网络可靠性研究[D];合肥工业大学;2010年
5 王发明;柚(citrus grandis Osbeck)单染色体AFLP分子标记体系及文库的建立[D];福建农林大学;2010年
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8 梁朝霞;基于生物网络的下一代网络电信业务平台研究[D];东华大学;2010年
9 沈懿珍;基于协同智能的蛋白质相互作用及其网络研究[D];东华大学;2011年
10 赵斌;生物数学的起源与形成[D];西北大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩秀萍;幽门螺杆菌基因敲除方法的建立及其应用研究[D];华中农业大学;2010年
2 余姣姣;天蓝放线紫红素生物合成上调基因的克隆及其对阿维菌素产量的影响[D];华中农业大学;2010年
3 黄潘;鸡胚性分化早期性别差异表达miRNAs的鉴定及其特性分析[D];华中农业大学;2010年
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5 曹晶;风疹病毒(RV)包膜糖蛋白E1特异基因片段的原核表达[D];南京医科大学;2009年
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8 王丽;MAGE-A3、HLA-A1及HLA-A2在食管鳞癌中的表达及其相关性研究[D];郑州大学;2010年
9 邬成业;禽流感病毒H5N1亚型河南分离株NP基因的原核表达及T细胞表位筛选[D];郑州大学;2010年
10 张磊;杜氏盐藻(Dunaliella salina)GPI多克隆抗体的制备及其在MDCK细胞中的定位[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
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1 黄远春;胥耀方;潘海泽;;城际公共交通系统最短路算法[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年02期
2 陈鸣,府伟灵,刘明华,张波,蒋天伦,陈庆海,汤万里,徐世军,蔡国儒;探针浓度对肽核酸石英谐振式基因传感器阵列杂交效应的影响[J];重庆医学;2004年08期
3 王丹,杨晓春,王国仁,于戈;基于模糊层次分析法实现虚拟企业中的伙伴选择[J];东北大学学报;2000年06期
4 刘晓霞;谢里阳;陶泽;郝长中;;柔性作业车间多目标调度优化研究[J];东北大学学报(自然科学版);2008年03期
5 杨新苗,王炜,马文腾;基于GIS的公交乘客出行路径选择模型[J];东南大学学报(自然科学版);2000年06期
6 王莉,李文权;公共交通系统最佳路径算法[J];东南大学学报(自然科学版);2004年02期
7 高琳,许进;图的顶点着色问题的DNA算法[J];电子学报;2003年04期
8 刘文斌,高琳,王淑栋,刘向荣,许进;最大匹配问题的DNA表面计算模型[J];电子学报;2003年10期
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10 饶妮妮;一种基于重组DNA技术的密码方案[J];电子学报;2004年07期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘西奎;DNA计算和遗传算法的编码与几个优化模型的研究[D];华中科技大学;2004年
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6 董朝阳;网络化制造资源优化配置研究[D];西北工业大学;2006年
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9 贺文锐;面向网络协同制造的资源优化配置技术研究[D];西北工业大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 王丙战;支持ASP服务的制造业资源管理与优化配置技术研究[D];西安理工大学;2003年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王晓娟;多目标柔性作业车间调度方法研究[D];华中科技大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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【相似文献】
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5 肖潇;高维空间几何复杂体理论的研究及其在人脸识别中的应用[D];浙江工业大学;2007年
6 徐蕾;仿生模式识别应用研究[D];中国海洋大学;2008年
7 关旭;为处理NP完全问题的MANIP并行计算机系统的研究[D];湖北大学;2011年
8 张驰豪;一类约束可满足问题的固定参数算法[D];上海交通大学;2012年
9 贺栋;组合优化问题约束下平行机排序[D];清华大学;2012年
10 钟海洋;无线网络中能量高效的拓扑控制算法研究[D];曲阜师范大学;2010年
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