1、分類號UDC密級單位代碼】Q151基于濾波器和時頻分析的生物序列位點識別徐腸指導(dǎo)教師朱義勝職稱教授學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)申請學(xué)位級別工學(xué)碩士學(xué)科與專業(yè)電路與系統(tǒng)論文完成日期2008年5月論文答辯日期2008年6月答辯委員會主席許益中文摘要摘要信號處理理論與技術(shù)在分子生物學(xué)方面的應(yīng)用產(chǎn)生了遺傳信號處理這樣一個全新的學(xué)科。為分析海量的基因組，蛋白質(zhì)組和RNA數(shù)據(jù)提供了新的途徑。提高了生物學(xué)實驗的效率，降低了實驗成本。本文用濾波器和時頻分析

2、的方法，識別了基因序列的外顯子和蛋白質(zhì)序列的熱點區(qū)這兩個生物序列的基本結(jié)構(gòu)。介紹了濾波器原理，論述了FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計方法，為設(shè)計用于基因序列的外顯子區(qū)域預(yù)測的濾波器提供了理論依據(jù)。同時還介紹了短時傅立葉變換和偽wigner一Vine分布的定義和計算方法，解釋了一些存在的問題，為運用時頻分析識別蛋白質(zhì)序列熱點區(qū)提供了計算理論。對于基因序列的外顯子區(qū)域，我們可以用濾波器來進行識別。利用外顯子區(qū)域的“周期3bP’特性頻譜，用窗函數(shù)法設(shè)計

3、了一個用于外顯子區(qū)域識別的FIR數(shù)字濾波器。對基因序列進行編碼，將基因序列通過濾波器濾波，通過觀察平方函數(shù)圖象就可看出在一段基因序列中外顯子的位置。同時對于序列較短、“周期3bP”特性較弱的外顯子區(qū)域，在平方函數(shù)上尖峰較小，不利于觀察，這也是下一步研究的重點。對于蛋白質(zhì)序列的熱點區(qū)域，可以利用時頻分析來進行識別。利用ResonantRecognitionModel模型，將蛋白質(zhì)字母序列轉(zhuǎn)換成數(shù)值序列，對其進行時頻變換并求出序列的特征頻率

4、。將特征頻率與變換矩陣相乘，減少了很多干擾項，得到了較為清晰的頻譜。通過頻譜上的尖峰可以觀察出蛋白質(zhì)熱點區(qū)的位置。而由于蛋白質(zhì)序列的高度隨機性和不確定性，導(dǎo)致運用偽wigne卜Ville分布分析存在很多交叉項且無法消除。這也是將來需要解決的問題。本文是對于利用信號處理方法進行生物序列位點分析的初探，其中存在著很多函待解決的問題。但本文為生物序列位點的識別提供了新的方法，對于生物學(xué)實驗具有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞:遺傳信號處理外顯子熱點區(qū):FIR