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模式生物基因组中可变剪接位点的预测及序列特征分析

作　者: 邢永强
导　师: 张利绒
学　校: 内蒙古大学
专　业: 生物物理
关键词: 可变剪接 盒式外显子 内含子保留 多样性指标 二次判别方法 支持向量机
分类号: Q75
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


信使RNA的可变剪接是真核生物有别于原核生物的基本特征之一。可变剪接使单个基因产生多种转录物,是多细胞高等真核生物蛋白质多样性和功能复杂性的主要机制。mRNA前体的可变剪接具有组织发育阶段性、特异性等特征,在系统发育、分化和癌变过程中发挥着非常重要的作用。论文首先对人类盒式外显子和内含子保留两类可变剪接模式的一些基本特征进行了统计;其次根据剪接位点附近的单碱基,碱基二联体和三联体的保守性等特征,利用基于多样性指标的二次判别法对人类盒式外显子和内含子保留的供体端和受体端可变剪接位点进行了预测。交叉检验结果表明,盒式外显子供体端和受体端的识别精度分别达到93%、84%以上的水平;内含子保留供体端和受体端的识别精度分别达到89%、81%以上的水平。老鼠和人类基因组的同源性超过90%,老鼠基因组的研究为人类基因组序列研究提供了很好的实验数据。论文统计分析了老鼠盒式外显子和内含子保留剪接位点附近的保守性特征,根据剪接位点附近的保守性等特征,分别利用基于多样性指标的支持向量机和二次判别法对盒式外显子和内含子保留的供体端和受体端的可变剪接位点进行了预测。独立检验结果表明,利用SVM法对盒式外显子供体端预测的总体精度是96.17%,F值是0.7055,受体端预测精度稍低一些,总体精度大于88%,F值是0.3815;对内含子保留供体端预测的总体精度大于88%,F值是0.4700;受体端预测的总体精度也在88%以上,F值是0.3588。利用IDQD算法的预测结果与SVM的结果相当,盒式外显子和内含子保留的供体端和受体端预测也均能达到较高的识别精度。表明IDQD与SVM算法相当,可以作为生物信息学中解决预测问题的工具之一。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章 引言  10-23
  1.1 信使RNA剪接途径概述  10-12
  1.2 可变剪接的研究背景和调节机制  12-14
  1.3 可变剪接的模式和功能  14-17
  1.4 可变剪接的实验和理论探测方法  17-21
    1.4.1 可变剪接的实验探测方法  17-19
    1.4.2 可变剪接的理论研究方法  19-21
  1.5 论文的研究内容与安排  21-23
第二章 理论预测模型与评价  23-31
  2.1 多样性和多样性增量  23-25
    2.1.1 多样性  23-24
    2.1.2 多样性增量  24-25
  2.2 二次判别分析法  25-26
  2.3 支持向量机  26-28
  2.4 非均匀指数  28
  2.5 Weblogo  28-29
  2.6 非参数检验  29-30
  2.7 预测结果的评价  30-31
第三章 人类盒式外显子和内含子保留剪接位点的预测  31-42
  3.1 数据库  31-33
    3.1.1 可变剪接数据集的构建  31-33
    3.1.2 组成性剪接数据的提取  33
  3.2 序列保守性分析  33-37
    3.2.1 SCE和SIR的剪接位点附近的Weblogo图  33-34
    3.2.2 SCE和SIR的长度统计分析  34-35
    3.2.3 非均匀指数HI的计算分析  35-37
  3.3 盒式外显子和内含子保留剪接位点的预测  37-42
    3.3.1 SCE的参数定义  37
    3.3.2 SIR的参数定义  37-38
    3.3.3 预测结果  38-39
    3.3.4 讨论  39-40
    3.3.5 ROC分析  40-41
    3.3.6 展望  41-42
第四章 老鼠盒式外显子和内含子保留剪接位点的预测  42-48
  4.1 数据库  42-43
    4.1.1 可变剪接数据集的构建  42-43
    4.1.2 组成性剪接数据集的构建  43
  4.2 序列特征的统计分析  43-44
  4.3 老鼠盒式外显子和内含子保留剪接位点的预测  44-48
    4.3.1 SCE的参数定义  44-45
    4.3.2 SIR的参数定义  45
    4.3.3 预测结果  45-46
    4.3.4 讨论  46-47
    4.3.5 展望  47-48
参考文献  48-54
致谢  54-55
攻读硕士学位期间发表的学术论文  55

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中图分类: > 生物科学 > 分子生物学 > 分子遗传学
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