mRNA序列与相应UTR中内含子序列的相互作用

UTR区中的内含子对基因的表达调控过程发挥着重要的作用,它通过与相应mRNA的序列匹配方式发生相互作用并实现对基因的表达调控。采用Smith-Waterman算法进行局域比对,获得UTR区中的内含子与相应mRNA序列之间的最佳匹配片段。分析6个物种mRNA序列上最佳匹配片段的序列特征及匹配频率的分布规律,并分析这种相互作用分布的普适性。结果发现:最佳匹配片段的配对率和平均长度分布与siRNA和miRNA的结合特征一致; UTR区中的内含子与相应mRNA序列上的UTR序列存在较强的相互作用,低GC片段倾向与3′UTR区作用,而高GC片段倾向结合到5′UTR区。结论表明最佳匹配片段的序列特征符合RNA-RNA相互作用的一般规律,内含子序列应该是一类调控基因表达的功能片段。UTR区中的内含子与mRNA序列是协同进化的,通过相互作用完成应有的功能。     

线粒体上核糖核蛋白基因内含子与相应编码序列的相互作用分析

剪切后的内含子对基因的表达调控过程仍发挥着重要的作用,发现内含子通过与相应mRNA的相互作用来实现这些功能的.用改进后的Smith-Waterman算法进行局域比对,对线虫、果蝇、小鼠和人类的线粒体上核糖核蛋白基因的内含子与相应编码序列做匹配性比对分析,发现内含子的中部序列与编码序列存在较强的相互作用,三类内含子上的匹配频率分布显示了各自的特征.在编码序列上有多个最佳匹配区域和禁配区域,推测这些禁配区域可能是蛋白质复合体的结合区域.最佳匹配片段的GC含量分布范围较广,覆盖了其它三类序列分布范围.高等真核生物最佳匹配片段的平均长度比低等真核生物要长一些.结论表明最佳匹配片段的序列特征符合RNA-RNA相互作用的一般规律,内含子应该是一类调控基因表达的功能片段.     

家鼠的核糖核蛋白基因中内含子序列间成环匹配特征分析

选取家鼠基因组中核糖核蛋白基因序列作为研究对象,采用Smith-Waterman局域比对法研究了内含子序列之间的相互匹配特征。结果表明,大多数第一内含子的长度分布在98 bp左右,第一内含子GC含量大多分布在43%～45%之间。第一内含子与其他相应内含子最佳匹配片段的长度多集中在27 bp左右,其GC含量约为58%,且最佳匹配片段的匹配率达到75%以上。进一步分析发现,不同GC含量的最佳匹配片段在第一内含子中的相对位置呈现出不同的分布规律。     

线粒体核糖体蛋白基因中内含子序列间匹配特性分析

选取线粒体核糖体蛋白基因序列为样本,采用Smith-Waterman方法,通过局部比对得到了每个物种基因的第一内含子与其它内含子序列之间的最佳匹配片段.以此为基础,分析了第一内含子序列特征及其与同基因中其它内含子的相互匹配特性.结果显示:大多数线粒体核糖体蛋白基因的第一内含子长度小于200 bp,且在40 bp处出现峰...     

拟南芥外显子连接序列上最佳匹配片段的偏好

内含子序列通过与相应mRNA序列的匹配参与基因表达调控。采用Smith-Waterman局部比对方法,以拟南芥全基因组基因序列为基础,获得了内含子序列与其对应的外显子连接序列的最佳匹配片段。为了揭示两者之间的序列匹配特征,给出匹配频率在外显子序列上的分布。研究发现,匹配频率分布在外显子的边界存在显著差异,长内含子序列和第一个内含子序列对外显子连接序列的分布偏好明显区别于其他内含子序列。对于长片段、低GC含量以及高配对率的最佳匹配片段在外显子连接序列上游EJC(exon-exon junction complex)结合区域分布有明显的最小值。结果显示内含子序列和编码序列存在共同进化关系。     

基因组的进化与内含子中的基因的进化

论述了基因组整体进化过程中内含子所含的基因的进化．分析了内含子的起源方式与内含子中的基因种类的关系,并结合基因组在大小、组成等方面进化过程中内含子的演化趋势,探讨了内含子中的基因,特别是核仁小分子ＲＮＡ基因的进化规律．同时,对于内含子中的基因的进化,提出了一些可能的途径．     

线虫基因组外显子与内含子序列特征研究

根据外显子在密码子三个位点上的分布不均匀性 ,引入非均匀指标 H I,来研究线虫基因外显子与内含子的序列特征 .通过推广 H I参数 ,定义干涉指标 R,对外显子和内含子的多个片段的特征进行研究 ,得到了 R值分布以及与外显子和内含子片段的关系 .     

Ⅱ类内含子与核mRNA前体内含子的起源

Ⅱ类内含子作为可移动遗传成分以及核mRNA前体内含子可能的祖先已引起广泛的注意 .Ⅱ类内含子作为可动因子能通过后归巢和反转录转座的机制在基因组内扩散或者侵入到新的基因组中 .从Ⅱ类内含子的分类以及对这两类内含子进行比较发现 ,它们剪接机制具有惊人的相似性 ,加之Ⅱ类内含子的移动性 ,为自我剪接Ⅱ类内含子可能是真核生物核mRNA前体内含子进化祖先的假说提供了证据 .     

果蝇基因组中回文结构的非均匀分布

回文序列是与基因表达调控、DNA复制和重组密切相关的重要DNA模体.回文的功能直接决定其在基因组中的丰度和分布,关于回文丰度和分布的信息从而促进回文的功能研究.文章研究回文在黑腹果蝇基因组中的分布规律.结果发现:(1)在不同类型的基因组序列(如编码区、内含子、基因间区、5’UTR和3’UTR)中,回文在3’UTR中分布最密集,编码序列中的分布最少;(2)序列的碱基组分偏好性不能够完全解释回文在基因组序列中的出现频数;(3)回文的相对丰度随着回文长度的增加而增加;(4)回文序列越长,其GC含量越低.所有这些都在启示,回文的功能多样性强烈依赖于其长度和GC含量.     

果蝇胚胎不同表达水平基因内含子序列特征的比较分析

对果蝇胚胎低表达和高表达水平基因内含子的序列结构进行分析,发现2种表达水平的基因内含子序列特征有明显差异.高表达基因的内含子一般比低表达基因的长,其中高表达基因第1内含子的平均长度是低表达基因的2.62倍,第2内含子的平均长度是低表达基因的1.79倍.两类基因第1内含子中的CpG岛含量最高,并且高表达基因内含子中CpG岛含量要高于低表达基因.此外,与低表达基因相比,TATA box、CAAT box和GC box在高表达基因内含子中出现的频数明显要高些,尤其是在第1内含子中.作者还提取出果蝇胚胎2种表达水平基因第1内含子中高频出现的6-mer简单重复序列,发现一些重复序列与实验得到的转录因子结合位点相符合.这些结果提示内含子特别是第1内含子有可能调控果蝇胚胎基因的转录从而影响基因的表达水平.     

以多肽组分特异性和GC含量分类细菌的有效性分析

本文研究了细菌的蛋白质多肽组分统计特征与基因组GC(Guanine+Cytosine)含量的相关性,发现当多肽长度较小时多肽组分特异性与GC含量存在着很强的关联;随着多肽长度增加,上述关联发生突变,关联迅速丧失.这一结果表明,基于组分特异性确定细菌亲缘关系的方法的确给出了不同于GC含量的信息,从而能实现有效分类.     

不同生活习性下原核生物基因组大小与GC含量的关系研究

 对原核生物基因组的研究显示,基因组GC含量与基因组大小和氧气偏好性等因素存在着一定的相关性。为了探索基因组大小与GC含量的相关性是否受原核生物生活习性的影响,选取了有代表性的411种原核生物（包括古细菌与真细菌）,分别从最适生长温度、氧气偏好性、运动特性、水生特性和寄生特性等因素进行分析,发现基因组大小与GC含量的相关性确实受这些因素的影响,而寄生原核生物中显示出最好的相关性。     

一种预测判断蛋白质与DNA相互作用位点的新方法

蛋白质-DNA相互作用位点在各类生理生化反应中扮演重要角色.本论文旨在构建一种可以准确预测“相互作用位点”的方法：PdDNA，其内容主要包括支持向量机和序列匹配器.支持向量机通过提取相互作用位点中心残基的特征进行训练并分类，序列匹配器则通过蛋白质特征矩阵（PSSM）对氨基酸序列进行相关性评估，对二者结果进行归一化整合，得到最终的预测结果.利用公开数据集PDNA_62，我们的PdDNA预测准确率为86.87%.为进一步验证PdDNA可靠性，我们还自建了PDNA_224数据集，其预测准确率为83.07%，处于较高水平.因此PdDNA是一种有效的“蛋白质-DNA相互作用位点”预测方法.     

基于边缘特征的运动目标提取与跟踪

运用聚类准则，提出了一种获取二值边缘图的自动门限法，研究了序列图像中目标跟踪窗的自适应调整，并在此基础上进行了复杂背景中运动目标匹配跟踪试验。试验结果表明，本方法提高了复杂背景中运动目标跟踪的能力，可作为常规跟踪方法的补充，以达到稳定跟踪。     

基于感知哈希与尺度不变特征变换的快速拼接算法

鉴于尺度不变特征变换(SIFT)结构复杂域,k-d树匹配算法对于高维特征计算量过大,对SIFT特征信息利用少并且匹配的结果有大量误差,因此提出一种基于感知哈希与尺度不变特征变换的快速拼接算法.首先,使用感知哈希算法,提取匹配图像与待匹配图像的HASH指纹,快速识别出两幅图像的相似部分;然后,计算并提取出相似区域SIFT特征点.在特征点匹配算法上,替换传统的k-d树算法,利用SIFT特征点的主方向以及坐标位置信息过滤掉不必要的特征点匹配,减少匹配耗时;最后,用加权最佳拼接缝图像融合算法消除突变,完成拼接.实验结果显示,本文算法提取的特征点数比传统算法更少,在匹配算法上减少计算量,同时还粗过滤了一部分误匹配,提高了匹配准确度,算法的耗时较传统方法有明显提升.