一种基于能量和结构的microRNA成熟体预测方法

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1、目录中文摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3英文摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4第一章背景介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．71．1miRNA的发现与命名⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯71．2miRNA的功能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．81．2．1miRNA的成熟机制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯81．2．2pri-miRNA与Drosha酶的相互作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．111．2．3pre-miRNA与Dicer酶相互作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯131．2．4解旋酶作用于microRNA双螺旋结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．151．3RNA结构预测方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯151．4miRNA的发现方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．161．5本文工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16第二章相关算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯182．1microRNA二级结构预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．182．1．1结构的定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．182．1．2microRNA二级结构预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯182

3、．2随机森林算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20第三章Drosha剪切位点的预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2l3．1数据来源及编程语言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．213．2Drosha位点预测方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯213．2．1“能量面”的定义及能量标注⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯223．2．2Drosha位点预测方法的实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．243．3预测精度讨论及比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯253．3．1预测精度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．263．3．2鸭嘴兽

4、(O．anatinus)microRNA预测准确度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．263．3．3与“MicroprocessorSVM’’比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯26第四章Dicer剪切位点的预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．284．1预测方法的实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2811Y11111213IIIIl7IIIllIIIIIl412IIl9IIIII4．2预测精度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30第五章MiRmat：一种microRNA成熟体预测方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯315．1MiRmat的实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯一315．2MiRmat预测准确度分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．33第六章MiRmat应用于Solexa结果分析⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．35第七章总结与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．37参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．37读研期间发表的文章⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．42致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43毕业论文题目：二盈基士宣塾量垄缱塑鲍坠i鱼!Q必△盛塾签亟型壅鲞生堑垡堂鱼佥王垒垫堂专业08：鱼婆!!坌指导教师(姓名、职

6、称)：至垫塾撞本文完成了一种脊椎动物miRNA成熟体预测方法，它依据miRNA在生物体内的具体成熟机制，利用能量和结构的特征，具有较高的准确度，可以为实验寻找microRNA提供理论指导。miRNA作为近年来的研究热点，是一类小分子的非编码RNA，它通过与mRNA的3'-UTR的特异性结合而抑制其表达，从而起到调控基因表达的作用。该类小分子RNA几乎参与到生物体的所有细胞过程中，并在多种物种中展现其调控功能。检测microRNA的实验方法不可避免地受到microRNA表达的瞬时性、组织特异性及miRNA表达量的限制；近几年发展起来的“高通量测序”技术又伴随着数据的“庞大性"，因此也需要计算机

7、预测方法对测序结果进行辅助分析。microRNA的成熟依次经历了Drosha酶和Dicer酶的剪切，并且在剪切过程中都形成了“茎环结构”，这种“茎环结构”可以说是判别miRNA及利用计算机方法预测miRNA成熟体的一个重要依据。但由于生物体基因组中有大量的序列可以形成“茎环结构”，因此miRNA序列必然存在着某种或者某些特征，使得这类分子可以被Drosha酶和Dicer酶识别，从而产生成熟体miRNA。当前已