基于信息論的原核生物翻譯初始階段的編碼特性研究.pdf

1、生物體產(chǎn)生的難以置信的特性是自然選擇的結(jié)果。自然選擇對(duì)生物進(jìn)化如此有效的基本條件應(yīng)是：第一，生物體具有攜帶能被繼承的“信息”載體，能夠被繼承的“信息”被稱做基因信息，基因信息由有限個(gè)基因碼元排成的基因序列所表達(dá)；第二，存在一種精確復(fù)制基因信息的生化機(jī)制，這種復(fù)制過(guò)程會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，但是錯(cuò)誤必須很少，復(fù)制是幾何增長(zhǎng)；第三，基因信息的復(fù)制過(guò)程必須伴隨基因產(chǎn)物的出現(xiàn)，生物體的自我復(fù)制是基因信息復(fù)制和基因產(chǎn)物出現(xiàn)的統(tǒng)一過(guò)程；第四，基因信息復(fù)制過(guò)程中

2、產(chǎn)生的錯(cuò)誤（變異或突變）本身應(yīng)能被復(fù)制，有益的變異才能被自然選擇保留。
　　本文研究的主要對(duì)象是關(guān)于基因信息。從信息論角度，將生物體看作是一種特殊的信息處理系統(tǒng)，基于通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將分子生物的信息傳遞過(guò)程用通信模型描述。結(jié)合生物學(xué)理論，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)和信息論方法對(duì)基因數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和有用信息提取?；谶@種思路探討生物細(xì)胞內(nèi)最大信息源——基因組 DNA序列的冗余、編碼特性、SD區(qū)域的位置識(shí)別以及16S rRNA對(duì)基因序列可能的差錯(cuò)控制特性

3、。論文的主要研究工作有：
　?。?）以生物學(xué)研究成果為基礎(chǔ)，利用interned獲取開(kāi)放的生物信息學(xué)資源，分析基因組DNA的編碼區(qū)、非編碼區(qū)可能的編碼特性。
　?。?）利用最小漢明距離譯碼，分析核糖體16S rRNA的突變對(duì)原核生物DNA翻譯效率表達(dá)的影響，仿真結(jié)果表明原核生物可能以16S rRNA作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的差錯(cuò)校驗(yàn)碼對(duì)DNA全序列進(jìn)行檢錯(cuò)與糾錯(cuò)，再次證明了運(yùn)用通信編碼理論分析原核生物遺傳信息傳遞的可行性。
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4、3）根據(jù)SD序列的特點(diǎn)，利用流密碼中Berlekamp-Massey算法，應(yīng)用LFSR模型，導(dǎo)出校驗(yàn)矩陣，仿真實(shí)驗(yàn)證明，運(yùn)用該校驗(yàn)矩陣所得到的校驗(yàn)值不但可以標(biāo)明原核生物的SD序列的起始位置，而且還可以標(biāo)明起始密碼子的位置。
　　運(yùn)用學(xué)科交叉融合能揭示生物分子數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，數(shù)據(jù)之間的復(fù)雜聯(lián)系，從而探索這些數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的生物學(xué)知識(shí)和規(guī)律。結(jié)合信息論分析DNA序列，有望揭示生物分子信息的本質(zhì)，使人類有可能了解、掌握遺傳信息的編碼、傳遞及表達(dá)