平行同源基因中內含子得失率算法研究.pdf

1、剪接體內含子的發(fā)現已有30余年，但目前對其進化機制和進化動力學的了解很貧乏。學術界對內含子的進化問題一直存在爭議，其中之一就是內含子得失率。內含子的進化研究方法常是用已觀測到的數據來重構內含子的演化過程。重構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、標定內含子的位置；第四、構建系統(tǒng)發(fā)生樹；第五、內含子得失率計算。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、得到不同的內含子進化過程。對平行同源基因進化過程中內含子得失率現存兩種矛盾的結論，即“得到大于丟失”和“丟失大于得到”。本文通過對現存的內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內含子的進化過程。
　　 本文首先分析了內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，包括系統(tǒng)發(fā)生樹的構建方法和工具，同源基因的比對方法和工具等；第三章對內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、判斷內含子得失的算法。
　　 目前判斷內含子得失的算法主要是建立在最大簡約法的理論基礎上，即進化過程中內含子得失事件發(fā)生最少的理論假設，認為得失數越小的進化方式越接近真實的進化過程。具體的方法有“Dollo簡約法”以及在Dollo簡約法基礎上作改進的“Dollo改進法一”，它們得出相反的結論，“Dollo簡約法”認為內含子獲得多于丟失，“Dollo改進法一”認為內含子丟失多于獲得。分析發(fā)現：Dollo改進法一得出的結論片面，其僅

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