RNA分子在生物細(xì)胞中起著關(guān)鍵作用,分子中的堿基在氫鍵的作用下相互綁定形成不同的二級(jí)結(jié)構(gòu)。雖然動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法可以高效求解不含假結(jié)的二級(jí)結(jié)構(gòu),但RNA分子的假結(jié)對(duì)細(xì)胞功能具有重要影響,這種結(jié)構(gòu)破壞了相互嵌套堿基對(duì)規(guī)則,使得傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法無(wú)法成功求解該問(wèn)題。隨著分子序列長(zhǎng)度的增加,RNA分子的堿基配對(duì)組合呈指數(shù)量級(jí)增長(zhǎng),含假結(jié)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)問(wèn)題已被證明為NP完全問(wèn)題。目前,國(guó)內(nèi)外許多研究者提出了許多不同的含假結(jié)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)算法,但是這些算法都存在著一些不足之處。其中,序列比較分析類的算法預(yù)測(cè)精度高,但是該算法依賴于大量已知的同源序列信息;動(dòng)態(tài)規(guī)劃類的算法收斂速度慢且在預(yù)測(cè)長(zhǎng)鏈RNA序列時(shí)預(yù)測(cè)精度不高。因此,不論采用目前哪種算法進(jìn)行預(yù)測(cè)仍存在一些問(wèn)題,構(gòu)建一個(gè)有效的算法來(lái)提高預(yù)測(cè)含假結(jié)的RNA分子二級(jí)結(jié)構(gòu)的精確度就顯得尤為重要。本文將預(yù)測(cè)問(wèn)題轉(zhuǎn)換成等價(jià)的組合優(yōu)化問(wèn)題后,提出了一種基于模擬退火的含假結(jié)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)算法。首先根據(jù)最小莖區(qū)長(zhǎng)度和最小環(huán)區(qū)長(zhǎng)度兩個(gè)約束條件,設(shè)計(jì)了一種高效的堿基互補(bǔ)配對(duì)方式并為發(fā)生沖突的堿基提供了詳細(xì)的沖突解決方案。然后將RNA序列的莖區(qū)數(shù)量和堿... 

【文章來(lái)源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 含假結(jié)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)研究進(jìn)展
        1.2.1 基于序列比較分析預(yù)測(cè)算法
        1.2.2 基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃思想預(yù)測(cè)算法
        1.2.3 基于啟發(fā)式思想預(yù)測(cè)算法
    1.3 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 模擬退火算法和多目標(biāo)進(jìn)化算法
    2.1 模擬退火算法
        2.1.1 模擬退火算法簡(jiǎn)介
        2.1.2 模擬退火算法的特點(diǎn)
        2.1.3 模擬退火算法的應(yīng)用
    2.2 多目標(biāo)進(jìn)化算法
        2.2.1 多目標(biāo)進(jìn)化算法簡(jiǎn)介
        2.2.2 多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題描述及相關(guān)定義
        2.2.3 多目標(biāo)進(jìn)化算法的特點(diǎn)
        2.2.4 多目標(biāo)進(jìn)化算法的應(yīng)用
    2.3 本章小結(jié)
第3章 基于模擬退火的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)算法
    3.1 概述
    3.2 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)
        3.2.1 RNA的基礎(chǔ)知識(shí)
        3.2.2 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)定義
        3.2.3 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成
        3.2.4 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的圖解表示
        3.2.5 最小自由能
    3.3 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)問(wèn)題描述
    3.4 PRSA算法模型
        3.4.1 計(jì)算K連續(xù)堿基對(duì)集合的算法實(shí)現(xiàn)
        3.4.2 適應(yīng)度函數(shù)
        3.4.3 近鄰狀態(tài)和沖突處理
        3.4.4 含假結(jié)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)算法實(shí)現(xiàn)
    3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.5.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
        3.5.2 數(shù)據(jù)集
        3.5.3 對(duì)比方法
        3.5.4 結(jié)果分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于多目標(biāo)模擬退火的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)算法
    4.1 概述
    4.2 基于多目標(biāo)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)問(wèn)題描述
    4.3 PRMOSA算法模型
        4.3.1 PRMOSA算法的總體設(shè)計(jì)
        4.3.2 PRMOSA算法的收斂性
        4.3.3 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的非支配排序
        4.3.4 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的多樣性
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較與分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3238730