1、必需與非必需基因數(shù)據(jù)的特性研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：耿小利指導(dǎo)教師：劉曉副教授專業(yè)：電路與系統(tǒng)學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)通信工程學(xué)院二O一四年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要必需基因是生物體維持生命活動必不可少的基因。必需基因的研究有助于探索生命的起源進(jìn)化，并且可為藥物靶點(diǎn)的設(shè)計(jì)、疾病的治療以及合成生物學(xué)最小基因組的研究等提供重要的基礎(chǔ)?？茖W(xué)研究表明不同的基因?qū)ιw的重要性不同，其進(jìn)化速率也不同，隨后眾多研究結(jié)果

2、顯示基因的重要性和進(jìn)化速率存在較弱的相關(guān)性，但是仍存在一些爭議。近年來隨著高通量數(shù)據(jù)的累積，出現(xiàn)了對必需基因序列長度、核苷酸組成、氨基酸分布、生物功能、蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)以及結(jié)構(gòu)域信息等方面的分析研究，促進(jìn)了必需基因的預(yù)測。但是由于其分析物種數(shù)量較少，不同研究者針對不同的物種分析往往得到的結(jié)果存在差異。為了更全面的了解必需基因，本文針對多個物種，研究必需和非必需基因的一些特性，進(jìn)而為區(qū)分必需和非必需基因提供理論基礎(chǔ)，開展工作如下：①基于

3、20個原核生物基因組中已通過實(shí)驗(yàn)方法確定的必需基因，分析它們的蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位，結(jié)果表明必需和非必需基因的亞細(xì)胞定位分布有差別。必需基因?qū)?yīng)的蛋白質(zhì)定位于胞質(zhì)的含量(40%~70%，60%~80%)比非必需基因的高；而必需基因定位于質(zhì)膜的含量(15%左右)則低于非必需基因。②本文分析基因的重要性和基因表達(dá)水平的關(guān)系。用密碼子適應(yīng)指數(shù)(CAI)作為基因表達(dá)水平的有效評價指標(biāo)，觀察到必需和非必需基因CAI值的分布存在統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著差異，20個物

4、種的必需基因平均CAI值都大于非必需基因的。同時對必需和非必需基因的CAI值進(jìn)行正態(tài)分布擬合，觀察到必需基因的CAI值分布更集中，且集中趨勢位置更大。在不同表達(dá)水平中，觀察到必需基因在高表達(dá)水平中的含量明顯較高。通過CAI結(jié)果分析可知，CAI雖然不能成為劃分必需基因和非必需基因的標(biāo)準(zhǔn)，但是可以作為必需基因有效評價的一個因素。③本文結(jié)合現(xiàn)代通信系統(tǒng)的糾錯編碼理論模型，構(gòu)建(6，3)分組碼的分析方式，對必需和非必需基因的堿基序列分析。結(jié)果顯