生物信息學(xué)基礎(chǔ)大作業(yè)報告-文庫吧資料
2025-04-10 23:37本頁面
【正文】 生物的系統(tǒng)發(fā)育樹, 從而進一步探討演化生物學(xué)、人類演化和遷移、早期農(nóng)業(yè)發(fā)展、考古學(xué)及地質(zhì)演化等重要問題。閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖輛塤鵜蘞鰱幟。碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞鷥膠據(jù)實鰹贏。 遺傳算法和模擬退火算法的直接互補性體現(xiàn)在：遺傳算法把握總體能力的能力較強，但局部搜索能力較差；模擬退火算法具有較強的局部搜索能力。系統(tǒng)發(fā)育樹的算法改進遺傳算法和模擬退火算法 針對最大簡約法，引入了遺傳退火算法的思想，提出一種新的建樹算法，即遺傳退火簡約法，以簡約樹的長度作為適應(yīng)度函數(shù)，隨機生成多個初始樹，通過多次執(zhí)行選擇退火、排序、交叉退火和變異退火操作，逐步收斂到所要搜尋的解，即最大簡約樹。用的貝葉斯方法的主要問題是收斂性沒有證明。一般的進化樹分析中較少應(yīng)用。當(dāng)物種數(shù)目較多時用 積分更有效。積分所有的二級先驗作為先驗， ()提出用作為二級先驗，平均值為差異為似然函數(shù)表示為如下公式：凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴鈹賄鶚驥鯀戲。如果有不同的突變率，那么有如下形式：識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒儂減攙蘇鯊運。堯側(cè)閆繭絳闕絢勵蜆贅瀝紕縭墾鯇換。貝葉斯方法具有可以高效處理大量分子數(shù)據(jù)和分類階元等計算上的優(yōu)點和所得結(jié)果易于解釋的特點。輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩蠐鑭釃邊鯽釓。如果物種數(shù)目很小，可以采用窮舉法來尋找最大似然樹。最大似然法考察輸入數(shù)據(jù)中序列的多重比對結(jié)果，優(yōu)化出擁有一定拓撲結(jié)構(gòu)和枝長的發(fā)生樹，這個發(fā)生樹能夠以最大的概率導(dǎo)致考察的多重比對結(jié)果。最大簡約法和最大似然法相似之處是兩個算法都是基于標(biāo)準(zhǔn)的，都需要首先確定一個標(biāo)準(zhǔn)，然后按這個標(biāo)準(zhǔn)去比較不同的發(fā)生樹，最后選擇最優(yōu)的樹。最大似然法的缺點：最大似然法的假定在實際中是很少存在的，每個樹的似然計算是很耗時間的。這需要計算所有可能樹的似然，計算量是很大的，最大似然方法是以下面假定為前提的。鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔嗚訝擯饃鯫缽。在這個模型下對于數(shù)據(jù)集中每個序列所有可能樹的似然是獨立計算的。最大似然法是選擇最高概率的樹。最大似然法明確的使用概率模型，其目標(biāo)是尋找能夠以較高概率產(chǎn)生觀察數(shù)據(jù)的系統(tǒng)發(fā)生樹,是一種比較成熟的參數(shù)估計的統(tǒng)計學(xué)方法。最大似然法最初是由—和()提出，用于構(gòu)建基于基因頻率的發(fā)生樹”。簡約分析推斷出了祖先，不僅可以填補分子進化研究中的空白，還可以從現(xiàn)存后代的序列中客觀地推測出中間的狀態(tài)，是對進化理論的重大貢獻。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦諑瓊針嚨鯤鏵。因此，并集中核苷酸的數(shù)目也是生成外部節(jié)點上的核苷酸的最小替代數(shù)，外部節(jié)點從它們的共同祖先出發(fā)，通過這些替換，形成當(dāng)前的核苷酸狀態(tài)。從編程的角度計算祖先核苷酸位置的算法如下：如果一個內(nèi)部節(jié)點的兩個直接后代節(jié)點上的核苷酸的交集非空，那么這個節(jié)點的最可能的候選核苷酸集就是這個交集；否則為它的兩個后代節(jié)點上核苷酸的并集。最大簡約法的處理過程：()針對待比較的物種，選擇核酸或蛋白質(zhì)序列；()比較各個序列，產(chǎn)生序列的多重比對，確定各個序列字符的相對位置；()根據(jù)每個序列比對的位置(即多重序列比對的每一列)，確定相應(yīng)的系統(tǒng)發(fā)生樹，該樹用最少的動作產(chǎn)生序列的差異，最終生成完整的樹。而這些無用位點對于基于距離的方法中兩兩相似度的得分都有貢獻，僅這一點區(qū)別就可能使這兩類方法產(chǎn)生的結(jié)果有很大的不同“。所謂信息位點，是符合以下要求的位點：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。蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅籜葦繯頹鯛潔。簡約法的理論基礎(chǔ)是哲學(xué)原則，即解釋一個過程，最好的理論是所需假設(shè)數(shù)目最少的～個。壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚躋馱釣繢鯨鎦。在整個樹中，所有簡約信息位點最小核苷酸替換數(shù)的總和稱為樹的長度或樹的代價。贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷鯛漢鼉匱鯔潰。距離的度量首先需要選取一個進化模型，根據(jù)此模型，推導(dǎo)出距離的公式，進而將序列之問的關(guān)系換算成距離。從己知生物序列中能推斷各個物種之間的進化歷史，按照一定的遺傳模型，把任意兩個序列間的進化歷史轉(zhuǎn)化成數(shù)字，就得到兩兩之間的進化距離，把所有的距離用矩陣的形式表示出來，就得到了距離矩陣，根據(jù)該矩陣構(gòu)建出系統(tǒng)進化樹。距離矩陣用來記錄兩個序列的差異數(shù)量值，其準(zhǔn)確性大小依賴于進化模型的選擇。系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建的方
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