基于濾波器和時(shí)頻分析的生物序列位點(diǎn)識(shí)別.pdf

1、分類(lèi)號(hào)UDC密級(jí)單位代碼】Q151基于濾波器和時(shí)頻分析的生物序列位點(diǎn)識(shí)別徐腸指導(dǎo)教師朱義勝職稱(chēng)教授學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士學(xué)科與專(zhuān)業(yè)電路與系統(tǒng)論文完成日期2008年5月論文答辯日期2008年6月答辯委員會(huì)主席許益中文摘要摘要信號(hào)處理理論與技術(shù)在分子生物學(xué)方面的應(yīng)用產(chǎn)生了遺傳信號(hào)處理這樣一個(gè)全新的學(xué)科。為分析海量的基因組，蛋白質(zhì)組和RNA數(shù)據(jù)提供了新的途徑。提高了生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的效率，降低了實(shí)驗(yàn)成本。本文用濾波器和時(shí)頻分析

2、的方法，識(shí)別了基因序列的外顯子和蛋白質(zhì)序列的熱點(diǎn)區(qū)這兩個(gè)生物序列的基本結(jié)構(gòu)。介紹了濾波器原理，論述了FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，為設(shè)計(jì)用于基因序列的外顯子區(qū)域預(yù)測(cè)的濾波器提供了理論依據(jù)。同時(shí)還介紹了短時(shí)傅立葉變換和偽wigner一Vine分布的定義和計(jì)算方法，解釋了一些存在的問(wèn)題，為運(yùn)用時(shí)頻分析識(shí)別蛋白質(zhì)序列熱點(diǎn)區(qū)提供了計(jì)算理論。對(duì)于基因序列的外顯子區(qū)域，我們可以用濾波器來(lái)進(jìn)行識(shí)別。利用外顯子區(qū)域的“周期3bP’特性頻譜，用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)

3、了一個(gè)用于外顯子區(qū)域識(shí)別的FIR數(shù)字濾波器。對(duì)基因序列進(jìn)行編碼，將基因序列通過(guò)濾波器濾波，通過(guò)觀察平方函數(shù)圖象就可看出在一段基因序列中外顯子的位置。同時(shí)對(duì)于序列較短、“周期3bP”特性較弱的外顯子區(qū)域，在平方函數(shù)上尖峰較小，不利于觀察，這也是下一步研究的重點(diǎn)。對(duì)于蛋白質(zhì)序列的熱點(diǎn)區(qū)域，可以利用時(shí)頻分析來(lái)進(jìn)行識(shí)別。利用ResonantRecognitionModel模型，將蛋白質(zhì)字母序列轉(zhuǎn)換成數(shù)值序列，對(duì)其進(jìn)行時(shí)頻變換并求出序列的特征頻率

4、。將特征頻率與變換矩陣相乘，減少了很多干擾項(xiàng)，得到了較為清晰的頻譜。通過(guò)頻譜上的尖峰可以觀察出蛋白質(zhì)熱點(diǎn)區(qū)的位置。而由于蛋白質(zhì)序列的高度隨機(jī)性和不確定性，導(dǎo)致運(yùn)用偽wigne卜Ville分布分析存在很多交叉項(xiàng)且無(wú)法消除。這也是將來(lái)需要解決的問(wèn)題。本文是對(duì)于利用信號(hào)處理方法進(jìn)行生物序列位點(diǎn)分析的初探，其中存在著很多函待解決的問(wèn)題。但本文為生物序列位點(diǎn)的識(shí)別提供了新的方法，對(duì)于生物學(xué)實(shí)驗(yàn)具有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞:遺傳信號(hào)處理外顯子熱點(diǎn)區(qū):FIR