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《序列比對優(yōu)化算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文序列比對優(yōu)化算法研究姓名：楊麗申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：軟件工程指導(dǎo)教師：霍紅衛(wèi);劉忠武20060401摘要序列比對是整個生物信息學(xué)中重要的組成部分，是從生物分子序列中進(jìn)行信息分析與挖掘的基礎(chǔ)。通過序列比對人們可以從DNA序列中推斷出蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)；通過序列比對人們可以從基因數(shù)據(jù)庫中搜索查找新的序列：通過序列比對人們可以分析生物進(jìn)化以及推斷生物分子的結(jié)構(gòu)與功能信息。本文首先介紹了分子生物學(xué)背景知識，對生物序列比對技術(shù)的各個方面進(jìn)行了介紹，包括序列比對的基本原理、全局比對、局部比對、雙
2、序列比對和多序列比對。其中研究了幾種用于序列比對的軟件系統(tǒng)。FASTA搜索和BLAST搜索用于雙序列比對，能夠在數(shù)據(jù)庫中找出與新序列相關(guān)的己知序列。ClustalW程序用于多序列比對，它是目前比較好的一種多序列比對軟件。在對多序列比對的研究中，主要是基于漸進(jìn)算法的全局多序列比對算法的分析和實現(xiàn)。闡述了漸進(jìn)比對算法的原理，算法用到了許多基本算法，主要是動態(tài)規(guī)劃算法和Needleman．Wunsch算法，討論了系統(tǒng)發(fā)生樹的構(gòu)建以及鄰近歸并算法。分析了空位罰分和打分矩陣對比對的影響。在此基礎(chǔ)上，用面向?qū)ο蟮姆椒ㄔO(shè)計了
3、漸進(jìn)算法的全局多序列比對軟件系統(tǒng)，文章給出了設(shè)計思想和UML活動圖、UML類圖。在JBuilderX開發(fā)平臺上實現(xiàn)了軟件系統(tǒng)，并給出了JBuilderX根據(jù)代碼自動生成的UML類圖。對于測試結(jié)果按組進(jìn)行分析。在漸進(jìn)算法的基礎(chǔ)上，本文提出可以使用迭代算法對全局多序列比對軟件系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，文章給出了改進(jìn)的方法和具體設(shè)計。最后，使用BAIiBASE數(shù)據(jù)庫中142個文件進(jìn)行測試，給出了測試用例。并且把改進(jìn)前后的比對結(jié)果進(jìn)行比較分析，分析表明迭代方法有效地改進(jìn)了漸進(jìn)算法的比對系統(tǒng)。本文研究內(nèi)容是漸進(jìn)算法的全局多序列比對系
4、統(tǒng)，通過使用迭代算法對系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，經(jīng)過具體的實驗測試和分析，其比對效果有較高的改善。關(guān)鍵詞：全局比對多序列比對漸進(jìn)算法迭代算法軟件系統(tǒng)活動圖類圖AbstractSequencealignmentisanimportantpartofbioinformatics，whichisthefoundationtoanalyseandminethedatafromthebiomoleculesequences．Usingsequencealignment，wecanconcludethestructureofapro
5、teidsequenceaccordingtotheDNAsequences．Wecanalsosearchanewsequencewithinthebasedatabase．Throughsequencealignment，wecangettheevolutionofbiologyandgetthestructureandthefunctionofbiomolecules．Firstly,wedescribetheconceptsaboutthemolecularbiology．Wedescribethete
6、chnologyofsequencealignmentintheround，includingthebasicprincipleofsequencealignment，globalalignment，localalignment，pair-wisesequencealignment，multiplesequencealignment．Thereareseveralsoftwaresystemstoalignsequences·FASTAandBLASTsystemscanaligntwosequencesino
7、rdertosearchthedatabase．ClustalWcanalignmultiplesequences，whichisamuchbettersoftwaresystemofsequencealignmentatpresent．Inthestudyofmultiplesequencealignment，wefocusourmindsontheprogressivealgorithmforglobalmultiplesequencealignment．Weexpoundthetheoryofthepro
8、gressivealgorithm，whichcontainsomeotheralgorithmssuchasdynamicprogramming,Needleman-Wunschalgorithm．Wediscusstheconstructionofaphylogenetictreewithneighbor-joiningmethod．Thefunctionsofgappenalty
