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题 目 基于联合识别的基因预测
* I; u) v2 l! {. d摘 要:8 P. ~& N. \8 Q
本文围绕基因序列识别问题,在合理假设的基础上,通过数学推导证明voss$ D+ ^) A! S0 Q$ R' `
映射和Z-curve 映射效果等价,并给出了实数映射的快速算法。而后通过统计分析,
* v7 v6 `# t5 i' z+ \& F+ M% X模型优化对不同类物种进行了信噪比阈值确定并验证其有效性。最后根据联合识别; o/ F( N' V0 C) ]; |
对未注释DNA 编码区预测进行了建模,实现和分析。: y, G( Y0 X4 }) L7 {9 ~
针对问题1:推导出了Voss 映射下功率谱与信噪比的快速算法。其中,功率谱
# x/ C1 ?0 o' O5 W$ G算法仅需统计,无需进行繁杂的DFT 变换;信噪比算法把加窗处理和平均处理结
6 o7 c$ d$ |/ ~& L$ A# ]合起来,大大加快计算速度。同时推导得出:Z-curve 映射下的频谱和信噪比分别
3 G% ~9 Z( s) q# A. U0 N; S J为Voss 映射下的频谱和信噪比的4 倍和4/3 倍,并得出实数映射下信噪比的快速计
3 K6 S% O* }& W' u1 ?( s" g8 z2 i, t% T- C算公式。" Q4 A# O( j& H# m# b
针对问题2:采用3 种阈值确定方法:经验阈值法、最优化方法、曲线法分别
7 q& |5 E( `# V1 i对人、小家鼠、褐家鼠、哺乳动物4 类基因进行阈值确定;依据敏感性、专一性、7 Q* |+ h! y$ z; h
总正确率3 指标分析不同阈值确定方法的基因判别效果,确定了基因的最优的阈值
; p0 i" O5 ?5 L( v- y* u4 s确定方法,并得到其最优信噪比阈值;最后针对误判原因进行了初步探讨。/ ]# U6 l5 t3 c
针对问题3:单一的固定窗口的功率谱图或是移动序列的信噪比曲线图在识别4 i3 X4 v) z* O9 @1 o a! ]
上不够精确,通过两种曲线的联合识别,能更精确的判断外显子片段(区间和两端
0 _1 J O5 f8 m/ T点)。且通过Matlab 里的Sequence Viewer 对所识别片段进行进一步辨识,提高了端
7 E+ ~( ^" S2 v& f5 y; z0 _点辨识准确度。/ U* e$ k/ ~5 _1 q6 P a
针对问题4:总结出以下几种能够识别基因编码序列的特征指标,分别为“非) N# _. n7 y9 I# u' x) ~- ^
3-碱基周期性”编码序列指标,旋转矢量指标,非均匀指标及干涉指标。并对采用上
( s( C2 Q+ ?7 @3 o, I; V述指标识别编码序列的原理进行了概括与总结。) m) b: a }# U* ^
本文亮点在于:(1)找到2 种最优阈值确定方法,通过统计其判别正确率,判: H2 U* Y* [7 q0 Z
别效果均好于以2 为阈值的经验法;(2)结合固定窗口滑动法与移动序列的信噪比$ A6 `' ?4 e7 H: `7 X
- 2 -3 c( M- f Q6 M* f9 J) U/ N0 O9 J3 V [
曲线法对基因识别的特点,提出联合识别理论,提高了辨识效果。
9 v* I ]3 N; \4 h/ |' g) H& [# k[关键词]:基因识别 功率谱 信噪比 阈值 3-周期特性 联合识别5 [# L/ g) O' G( ?& g
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