生物基因序列中重复序列的研究

摘要

重复序列在生物基因序列中有着非常重要的作用。目前，重复序列已经成为了人们研究的热点。科学家试图通过对基因序列中的重复序列的研究来揭示生物的进化机制及其相应的功能与特征。由于tRNA分子在蛋白质合成过程中扮演着相当重要的角色以及AIDS已经成为了一种严重危害社会和人类的疾病，所以本文通过对tRNA与HIV基因序列中的重复序列的研究，进一步讨论了tRNA序列在进化过程中的亲缘关系、起源及其结构特征；同时还讨论了HIV的进化历程及其特征。
　　 第一章主要介绍了生物信息学与生物数据库的概况，tRNA序列、HIV基因序列，重复序列、回文序列，CVTree方法以及复杂网络的基本定义和基本参数。
　　 第二章主要利用CVTree方法与复杂网络理论相结合构建了tRNA序列的亲缘关系进化网络，通过对tRNA序列进化网络的平均度、平均聚类系数、平均最短路径，网络的度分布图，以及网络的拓扑结构图的分析，我们进一步讨论了tRNA序列的进化机制及特征。并且，本文用这两种方法相结合来研究tRNA序列，这样弥补了陈等在2009年利用简单相似度的方法来研究tRNA序列的一些缺陷。
　　 第三章主要研究了tRNA序列中的各种不同长度的重复序列。通过对tRNA序列中重复序列的分析，本章进一步讨论了tRNA序列的起源及其进化机制，并且提出了一个关于tRNA进化模型的假设。
　　 第四章主要研究了tRNA序列中的各种不同长度的回文序列。通过对tRNA序列中回文序列的分析，进一步讨论了tRNA序列在进化过程中的特征及其三叶草结构形成的原因。
　　 第五章主要统计了HIV全基因组中所有不同长度的重复序列，通过对HIV全序列中的重复序列的分析，本章进一步讨论了HIV的进化历程及特征。
　　 第六章主要是对本文的工作进行总结与展望。

目录

文摘

英文文摘

第一章 概述

1.1 生物信息学与生物数据库的概况

1.1.1 生物信息学的定义及发展状况

1.1.2 生物信息学的研究任务

1.1.3 常见的生物数据库

1.2 本文所分析的生物基因序列

1.2.1 tRNA

1.2.2 HIV

1.3 生物序列中重复序列的概述

1.3.1 重复序列

1.3.2 回文序列

1.4 CVTree方法的概述

1.5 复杂网络的概述

第二章 利用CVTREE方法构建及分析TRNA序列的亲缘关系进化网络

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.2.1 tRNA序列来源及网络相关参数

2.2.2 构建tRNA序列网络的方法

2.3 本章结果与分析

2.3.1 tRNA序列进化网络的拓扑结构图

2.3.2 tRNA序列进化网络的度分布

2.2.3 tRNA序列网络的平均聚类系数

2.3.4 tRNA序列网络的平均最短路径

2.4 本章小结

第三章 TRNA序列中重复序列的研究

3.1 引语

3.2 材料与方法

3.2.1 tRNA序列的来源

3.2.2 统计重复序列的方法

3.3 本章结果与分析

3.3.1 不同长度含量最多的重复序列

3.3.2 重复序列出现power～law行为

3.3.3 所有tRNA序列中缺失序列的统计

3.4 本章小结

第四章 TRNA序列中回文序列的研究

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.2.1 tRNA来源

4.2.2 统计回文序列的方法

4.3 本章结果与分析

4.3.1 tRNA序列中的回文序列出现power-law分布

4.3.2 最长的回文序列与出现次数最多的回文序列

4.3.3100％AT/GC含量的回文序列

4.4 本章小结

第五章 HIV全序列中重复序列的研究

5.1 引语

5.2 材料与方法

5.2.1 HIV全序列的来源

5.2.2 统计重复序列的方法

5.3 本章结果与分析

5.3.1 重复序列出现power-law行为

5.3.2 不同长度含量最多的重复序列

5.3.3 重复序列中AT/GC含量的分析

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 本文工作总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间完成的论文