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基于迭代函数的生物序列图形表示及其应用

刘玉新  
【摘要】:近年来,生物大分子序列数据的积累速度愈来愈快,简单方便的序列分析方法显得尤为重要。图形表示方法由于可视性好,容易给出数学描述等优点越来越得到研究者的关注。本文主要探讨使用迭代函数系统进行生物序列的图形表示时,两个参数,值的变化对图形的影响。 基于等参数==12和异参数=34,=12,我们给出了几种蛋白序列图形表示方法,引入了一些描述符用来比较蛋白序列间的相似性。并且将这些方法分别应用在8个不同物种的线粒体NADH脱氢酶亚基6(ND6)的蛋白序列、60株不同的禽流感病毒的HA蛋白序列以及9个不同物种的线粒体NADH脱氢酶亚基5(ND5)蛋白序列的相似性比较上。我们分析得出的结论与生物进化过程是一致的。应用相关系数及其显著性检验将本文方法的结果、其他图形表示方法得到的结果均与Clustal W算法得到的结果作比较,表明了我们方法的有效性。 由于蛋白序列中包含20个氨基酸,不利于分析,在图形表示中的意义,所以我们选取DNA序列来进行研究。对碱基,,,选取三种不同的映射方式,并且对每个映射方式都采用,分别取1/4、1/2、3/4、1和5/4组成的25种排列方式,共得到25种不同的迭代函数系统。选取人类的-globin基因的第一个外显子序列来对这25种不同的迭代公式得出的图形进行比较分析。分析得出,当为一固定值时,图形的L/L矩阵的最大特征值是恒定不变的。对于一条DNA序列,选取12个图形表示的L/L矩阵的最大特征值构造一个12维的向量。通过对这些向量之间的相似性比较对应DNA序列之间的相似性。最后,选取9个不同物种的-globin基因的第一个外显子序列进行相似性比较。


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