【摘 要】
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核酸序列分析是生物信息学应用中的一个重要方面。生物信息绝大部分以基因的形式贮存在DNA分子中,这些信息以不同的核苷酸排列顺序编码在DNA分子上,如果核苷酸的排列顺序发生改
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核酸序列分析是生物信息学应用中的一个重要方面。生物信息绝大部分以基因的形式贮存在DNA分子中,这些信息以不同的核苷酸排列顺序编码在DNA分子上,如果核苷酸的排列顺序发生改变,那么它代表的生物学含义也随之改变。因此,建立快速、准确的核酸序列分析方法,对于研究基因的结构和功能、揭示生命的奥秘具有十分重要的意义。
目前,互联网上提供了较多核酸序列分析软件,但这部分软件大都需要Internet环境。此外,这些软件大多是由国外开发的,国内自行研发的此类软件还比较匮乏且功能简单。因此,本文研究并实现了基于JAVA语言核酸序列分析软件。论文中的核酸序列分析主要包括序列编辑(即,DNA分子的组成及分子量计算,求DNA的反向序列、互补序列、反向互补序列、DNA双链、对应的RNA序列、DNA序列翻译为氨基酸序列),寻找酶切位点并绘制酶切位图,序列比对,构建并绘制系统发生树和寻找开放阅读框架(OpenReadihgFrame,ORF)等主要功能。论文对每部分所使用到的生物信息学理论及方法进行了阐述,并实现了相应的功能。
不同于现有的序列分析软件,该软件在进行序列比对和构建系统发生树的实现时采用了近年来被广泛应用于搜寻各类问题的最优解的一种方法—遗传算法,本文将遗传算法用于序列比对和系统发生树构建问题上。实验结果表明,该软件能完成DNA核酸序列的基本分析功能。应用遗传算法进行序列比对,每个长度系列的序列比对都能找到最优比对,将该方法用于系统发生树构建时能得到正确的系统发生树。同时说明应用遗传算法解决多序列比对问题和系统发生树构建问题是有效和可行的。
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