基于近鄰熱力學(xué)的DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)算法及其平面嵌入算法研究.pdf

1、有效預(yù)測(cè)DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)是生物信息學(xué)中的重要研究領(lǐng)域?；贒NA分子二級(jí)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱力學(xué)穩(wěn)定性,本文提出了一種預(yù)測(cè)DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的算法。該算法改進(jìn)了 Nussinov算法,能夠快速得到滿足最大堿基對(duì)配對(duì)的所有二級(jí)結(jié)構(gòu),然后利用近鄰熱力學(xué)模型計(jì)算所有結(jié)構(gòu)的自由能,自由能在閾值范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)即為DNA分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)。隨著可視化分析在生物信息學(xué)的發(fā)展,越來(lái)越多的生物研究者將DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)繪制在平面上分析。ST-編號(hào)算法是常見(jiàn)的平面嵌入算法

2、,該算法可以保證DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)平面圖不出現(xiàn)交叉重合,但是得到的DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)平面圖與實(shí)際結(jié)構(gòu)圖相差甚大,不適合生物研究者分析。為解決這一缺陷,本文提出了迭代平面嵌入算法,該算法利用相鄰模體共有一個(gè)堿基對(duì)的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)模體迭代遞歸嵌入,使得得到的平面圖與DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)圖類(lèi)似,但是當(dāng)DNA分子序列過(guò)長(zhǎng)或者折疊劇烈時(shí)易出現(xiàn)交叉重合部分。因此本文最終實(shí)現(xiàn)了兩種算法的結(jié)合,首先利用ST-編號(hào)算法實(shí)現(xiàn)平面嵌入,得到初始平面圖;其次利用迭代平面嵌入算法