生物信息學(xué)基礎(chǔ)大作業(yè)報(bào)告-文庫(kù)吧
2025-03-20 23:37 本頁(yè)面
【正文】 育樹的過(guò)程，也就是尋找最佳發(fā)育樹的過(guò)程。與距離法不同，基于最優(yōu)原則的方法是首先確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，然后按這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)去比較不同的發(fā)生樹，最后選擇最優(yōu)的樹，結(jié)果符合選擇標(biāo)準(zhǔn)的最優(yōu)樹可能是一個(gè)，也可能是多個(gè)。最大簡(jiǎn)約考察輸入數(shù)據(jù)中序列的多重比對(duì)結(jié)果，優(yōu)化出的發(fā)生樹能夠利用最少的離散步驟去解釋多重比對(duì)的堿基差異。最大似然法考察輸入數(shù)據(jù)中序列的多重比對(duì)結(jié)果，優(yōu)化出擁有一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和枝長(zhǎng)的發(fā)生樹，這個(gè)發(fā)生樹能以最大的概率反應(yīng)考察的多重比對(duì)結(jié)果。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡縫勵(lì)羆楓鱷燭。系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建的方法通常有四種類型：基于距離的方法，最大簡(jiǎn)約方法，最大似然法和貝葉斯估計(jì)方法。具體介紹基于距離的建樹方法考察數(shù)據(jù)中所有序列的兩兩比對(duì)結(jié)果，通過(guò)序列兩兩之間的差異決定發(fā)生樹的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和樹枝長(zhǎng)度。距離矩陣用來(lái)記錄兩個(gè)序列的差異數(shù)量值，其準(zhǔn)確性大小依賴于進(jìn)化模型的選擇。擁締鳳襪備訊顎輪爛薔報(bào)贏無(wú)貽鰓閎。從己知生物序列中能推斷各個(gè)物種之間的進(jìn)化歷史，按照一定的遺傳模型，把任意兩個(gè)序列間的進(jìn)化歷史轉(zhuǎn)化成數(shù)字，就得到兩兩之間的進(jìn)化距離，把所有的距離用矩陣的形式表示出來(lái)，就得到了距離矩陣，根據(jù)該矩陣構(gòu)建出系統(tǒng)進(jìn)化樹。使用距離法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹，所生成的樹的質(zhì)量取決于距離尺度的質(zhì)量和每次挑選相鄰結(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。距離的度量首先需要選取一個(gè)進(jìn)化模型，根據(jù)此模型，推導(dǎo)出距離的公式，進(jìn)而將序列之問(wèn)的關(guān)系換算成距離。而挑選相鄰節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，也就是距離法構(gòu)建進(jìn)化樹的聚類算法，主要的方法有、 和鄰接()方法。贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷鯛漢鼉匱鯔潰。 最大簡(jiǎn)約法利用最大簡(jiǎn)約方法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹，實(shí)際上是一個(gè)對(duì)給定分類單元所有可能的樹進(jìn)行比較的過(guò)程，針對(duì)某一個(gè)可能的樹，首先對(duì)每個(gè)位點(diǎn)祖先序列的核苷酸組成做出推斷，然后統(tǒng)計(jì)每個(gè)位點(diǎn)用來(lái)闡明差異的核苷酸最小替換數(shù)目。在整個(gè)樹中，所有簡(jiǎn)約信息位點(diǎn)最小核苷酸替換數(shù)的總和稱為樹的長(zhǎng)度或樹的代價(jià)。通過(guò)比較所有可能樹，選擇其中長(zhǎng)度最小、代價(jià)最小的樹作為最終的系統(tǒng)發(fā)生樹，即最大簡(jiǎn)約樹。壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚躋馱釣繢鯨鎦。簡(jiǎn)約法的目標(biāo)就是，構(gòu)造一棵反映分類物種之間最小變化的系統(tǒng)發(fā)生樹。簡(jiǎn)約法的理論基礎(chǔ)是哲學(xué)原則，即解釋一個(gè)過(guò)程，最好的理論是所需假設(shè)數(shù)目最少的～個(gè)。所以，突變最少的進(jìn)化關(guān)系就越有可能是物種之間真實(shí)的進(jìn)化關(guān)系。蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅籜葦繯頹鯛潔。簡(jiǎn)約法利用的只是對(duì)簡(jiǎn)約分析提供信息的特征，即信息位點(diǎn)，非信息位點(diǎn)對(duì)構(gòu)建最大簡(jiǎn)約樹是無(wú)用的。所謂信息位點(diǎn)，是符合以下要求的位點(diǎn)：至少包含兩種不同的核苷酸，并且出現(xiàn)的核苷酸需要至少出現(xiàn)兩次。不變位點(diǎn)(所有物種擁有相同核苷酸的位點(diǎn))和單一位點(diǎn)(每一個(gè)位點(diǎn)上只有一個(gè)物種具有一種不同的核苷酸的位點(diǎn))在簡(jiǎn)約分析的時(shí)候是無(wú)用的叫。而這些無(wú)用位點(diǎn)對(duì)于基于距離的方法中兩兩相似度的得分都有貢獻(xiàn)，僅這一點(diǎn)區(qū)別就可能使這兩類方法產(chǎn)生的結(jié)果有很大的不同“。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄屆嬌擻歿鯰錆。最大簡(jiǎn)約法的處理過(guò)程：()針對(duì)待比較的物種，選擇核酸或蛋白質(zhì)序列；()比較各個(gè)序列，產(chǎn)生序列的多重比對(duì)，確定各個(gè)序列字符的相對(duì)位置；()根據(jù)每個(gè)序列比對(duì)的位置(即多重序列比對(duì)的每一列)，確定相應(yīng)的系統(tǒng)發(fā)生樹，該樹用最少的動(dòng)作產(chǎn)生序列的差異，最終生成完整的樹。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴飆鈧麥蹣鯢殘。從編程的角度計(jì)算祖先核苷酸位置的算法如下：如果一個(gè)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)直接后代節(jié)點(diǎn)上的核苷酸的交集非空，那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)的最可能的候選核苷酸集就是這個(gè)交集；否則為它的兩個(gè)后代節(jié)點(diǎn)上核苷酸的并集。當(dāng)一個(gè)并集成為一個(gè)節(jié)點(diǎn)的核苷酸集時(shí)，通向該節(jié)點(diǎn)的分支的某個(gè)位置上必定發(fā)生一個(gè)核苷酸替換。因此，并集中核苷酸的數(shù)目也是生成外部節(jié)點(diǎn)上的核苷酸的最小替代數(shù)，外部節(jié)點(diǎn)從它們的共同祖先出發(fā)，通過(guò)這些替換，形成當(dāng)前的核苷酸狀態(tài)。如果需要計(jì)算一裸樹在非信息位點(diǎn)的最小替代數(shù)，只需要把外部節(jié)點(diǎn)上不同核苷酸的數(shù)目減去就可以了。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦諑瓊針嚨鯤鏵。簡(jiǎn)約法在分析過(guò)程中可以相當(dāng)準(zhǔn)確地推斷出祖先序列，就單個(gè)核苷酸而言，這可能是微不足道的，但對(duì)于整個(gè)基因或者基因組來(lái)說(shuō)，它對(duì)了解進(jìn)化過(guò)程的作用是不可替代的。簡(jiǎn)約分析推斷出了祖先，不僅可以填補(bǔ)分子
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