平行同源基因中內(nèi)含子得失率算法研究.pdf

1、剪接體內(nèi)含子的發(fā)現(xiàn)已有30余年，但目前對其進(jìn)化機(jī)制和進(jìn)化動力學(xué)的了解很貧乏。學(xué)術(shù)界對內(nèi)含子的進(jìn)化問題一直存在爭議，其中之一就是內(nèi)含子得失率。內(nèi)含子的進(jìn)化研究方法常是用已觀測到的數(shù)據(jù)來重構(gòu)內(nèi)含子的演化過程。重構(gòu)過程需要五個基本步驟：第一、基因組序列和基因的注釋；第二、選擇同源基因；第三、標(biāo)定內(nèi)含子的位置；第四、構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹；第五、內(nèi)含子得失率計(jì)算。前四步的研究比較成熟，第五步是目前研究得最少的部分，也是最值得探討的一步，不同的判斷方法將

2、得到不同的內(nèi)含子進(jìn)化過程。對平行同源基因進(jìn)化過程中內(nèi)含子得失率現(xiàn)存兩種矛盾的結(jié)論，即“得到大于丟失”和“丟失大于得到”。本文通過對現(xiàn)存的內(nèi)含子得失判斷方法的研究，獲得一種新的、更合理的算法來重構(gòu)內(nèi)含子的進(jìn)化過程。
　　 本文首先分析了內(nèi)含子得失研究以及算法研究的重要性；接著具體介紹了得失率研究的背景技術(shù)，包括系統(tǒng)發(fā)生樹的構(gòu)建方法和工具，同源基因的比對方法和工具等；第三章對內(nèi)含子得失的算法做了介紹、對比、研究、分析，并提出一種新的

3、判斷內(nèi)含子得失的算法。
　　 目前判斷內(nèi)含子得失的算法主要是建立在最大簡約法的理論基礎(chǔ)上，即進(jìn)化過程中內(nèi)含子得失事件發(fā)生最少的理論假設(shè)，認(rèn)為得失數(shù)越小的進(jìn)化方式越接近真實(shí)的進(jìn)化過程。具體的方法有“Dollo簡約法”以及在Dollo簡約法基礎(chǔ)上作改進(jìn)的“Dollo改進(jìn)法一”，它們得出相反的結(jié)論，“Dollo簡約法”認(rèn)為內(nèi)含子獲得多于丟失，“Dollo改進(jìn)法一”認(rèn)為內(nèi)含子丟失多于獲得。分析發(fā)現(xiàn)：Dollo改進(jìn)法一得出的結(jié)論片面，其僅

4、能對部分平行同源基因的內(nèi)含子得失作統(tǒng)計(jì)；Dollo簡約法偏重于內(nèi)含子丟失，不是最佳的判斷方式。本文對上述問題做了修正和改進(jìn)，以內(nèi)含子得到和丟失的可能性相同為原則，提出一種新的內(nèi)含子判斷方法(取名叫“Dollo改進(jìn)法二”)，并通過計(jì)算機(jī)仿真的方法來分析六個物種的平行同源基因的內(nèi)含子得失。結(jié)果表明，本文提出的新方法使得失數(shù)降低，是更好的判斷內(nèi)含子得失的方法；內(nèi)含子得到多于丟失，即平行同源基因進(jìn)化方式以內(nèi)含子得到為主的結(jié)論，其對內(nèi)含子的功能也