试论dna计算——基于复杂网络方法的dna序列性质研究

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1、江南大学硕士学位论文DNA计算——基于复杂网络方法的DNA序列性质研究姓名：付新申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：徐振源20070601摘嘤捅矍生物信息学是21世纪自然科学的核心领域之一，它的研究内容是非常丰富的。本文的研究主要包括以下两个方面：DNA计算和DNA序列性质，它们分别涉及到以下内容：(1)随着生物技术的发展，DNA计算随之产生，而DNA自动机是DNA计算研究领域中较新的内容。对于不同的用户，以及不同用户的不同需求，给定相同实验的DNA序列作为DNA自动机的输入，可以得到不

2、同的输出结果。DNA自动机当下研究的热门便是从DNA序列中识别出编码区以及非编码区序列，本文在DNA自动机的状念转移机理中引入了两种较为有效的分割方法：基于熵的分割方法和基于概率的分割方法。在研究过程中，给出了这两种方法的异同点的同时，运用编程高级语占C++实现了上述两种算法，并且利用实验的DNA序列对比了上述两种方法，得出其实验值与理论值相一致的结论；(2)目前对DNA序列性质的研究方法多种多样，复杂网络分析的方法便是其中之一。复杂网络分析方法的传统用途是揭示元素与元素之间的紧密关系，而它的新用途

3、是分析基因以及特定基因的在整条DNA序列中的某种特定作用，也可以对了解基因组进化做出贡献。利用复杂网络的分析方法来解读DNA序列，DNA编码区以及非编码区。在传统众多方法的基础上给出了两种新的构造网络的方法：基于前缀、后缀法和基于概率法。并利用选取的DNA序列进行实验，通过描述网络的两大因素：聚类系数和度分布，很好的验证了提出的这两种方法是可行的。关键词：生物信息学：DNA计算；DNA自动机：DNA序列；DNA序列编码区；DNA序列非编码区；复杂网络分析江南人学舰J学位论卫AbstractBioin

4、formaticslsanimportantpartofnaturesciencesinthiscentury．ThecontentISenrichmentatthepresenttime．Thispaperincludestwoaspectsonbioinformatics．TheyareDNAcomputingandapproachingtopropertyofDNAsequence．(1)Withtherapiddevelopmentofbiologicaltechniques,anewdis

5、ciplinenamedDNAcomputinghascomeintobeing．DNAautomatonisanewcontentinresearchareaofDNAcomputing．InputtingthesameexperimentalDNAsequencefortheDNAautomatoncarlachievedifferentoutputtingonestosatisfydifferentdemands．DividingDNAsequencetoCDNAandNCDNAisthepo

6、pularresearchaboutDNAautomaton．ThetheoryofstatestransferaboutDNAautomatoncontainstwoeffectivesegmentationalgorithmsthatarebasedonentropyandprobability．Duringtheprocess，thealgorithmshavebeencarriedoutbyc++，andbeencontrastedbyexperimentation．Theresultsof

7、experimentareconsistentwiththeclassicconclusions．(2)TherearemanykindsofmethodstoinvestigateDNAsequence．Complexnetworktheoryisonepartofit．Thetraditionaluseofcomplexnetworktheoryistorevealthecloserelationshipsamongtheelements．Thenewpurposeistoanalyzethef

8、unctionofgeneandspecificallygeneinthewholeDNAsequence．Italsocontributestorealizethegenomeevolution．DNAsequence，CDNAandNCDNAcanbeanalyzedbyusingcomplexnetworktheoryinthispaper．Basedonsometraditionalmethods，thepapershowstwonewmethodstostu