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核小体定位算法

黄星  
【摘要】:核小体作为真核生物的基本单位,其特殊结构限制了负责基本生命过程的蛋白质与围绕组蛋白上的DNA接触,主要负责压缩DNA和限制DNA的易接近性。实现的前提是能够在染色体特定的区域形成核小体。精确定位核小体和核小体在基因组上的组装方式对于理解转录因子的结合、转录调控机制和DNA复制与修复等多种生物学过程具有十分重要的作用,这些过程直接或间接地影响转录等基本生命过程。 本文的贡献主要体现在以下几个方面: 首先,本文利用连接DNA序列特性对Segal模型的核小体定位算法做出了改进。采用二核苷酸位置频率统计分析核小体连接DNA序列,发现其各个位置上二核苷酸非随机出现,充分证明存在一定的独有统计特性。基于Segal计算模型分别建立核小体核心与连接DNA序列偏向性得分函数,利用其差值作为改进Segal模型核小体定位算法的得分函数。采用最大谱连续小波变换锐化得分函数的波峰定位出核小体位置,酵母染色体中核小体位置预测的准确性明显得到提高。 其次,本文提出了一种改进位置频率核小体定位算法。统计分析核小体核心与连接DNA序列的二核苷酸位置频率,展现两者之间的差异性,利用其统计出的差异与染色体序列之间的相关性建立改进位置频率算法模型预测酵母染色体中核小体位置。 最后,本文提出了一种周期位置频率核小体定位算法。为尽可能包含更多的核小体核心与连接DNA序列的统计特性,将采用核小体核心与连接DNA序列AA/TT/TA与GC二核苷酸位置频率构建周期位置频率计算模型,依据MSCWT定位得分函数信号中其可行性波峰为核小体位置。以酵母染色体中核心与连接DNA序列作为训练样本集识别酵母与SV40染色体中核小体位置。改进位置频率与周期位置频率核小体定位算法预测效果的优越性与通用性己得到了很好的证明。


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