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生物信息学常用算法简介.ppt
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1、生物信息学常用算法简介北京大学生物信息中心北京基因组研究所李松岗010-62756803常用算法 1:动态规划l动态规划算法是一种优化算法,它本质上是一种有效的穷举法。l它的基本想法是最优路径上的每一段都应该是局部的最优路径。l动态规划算法的典型应用:序列比对。序列比对应用举例l序列组装l进化分析l保守区发现l蛋白质结构与功能预测lcDNA的基因组定位l基因结构与功能分析序列比对模型l类型:全局比对与局部比对l需考虑的因素:替换,插入,删除l例: AGCTACGTACATACCAGCTAGCGTA TAGCl打分系统:替换矩阵。记为:(a,b)其中 a, b为我们考虑的字符集中的元素。比对算法
2、的目标,就是找到在给定打分系统下,得分最高的比对方式。动态规划算法(全局比对)l两序列: A=a1a2a3a mB=b1b2b3 bn用 Ai, Bj分别表示上述序列的前 i个和前 j个碱基。矩阵元素 S(i, j)表示 Ai, Bj所有可能比对中的最高得分。则有递推公式:S(i, j)=maxS(i-1, j-1)+(ai,bj),S(i, j-1)+(,b) , S(i-1, j)+(a,)局部动态规划l递推公式改为:S(i, j)=max0, S(i-1, j-1)+(ai,bj),S(i, j-1)+(,b) , S(i-1, j)+(a,)l局部动态规划图示动态规划算法的改进l用动态规划方法进行序列比对,需要 nm到 nm2的计算时间和 nm的存储空间。当序列很长时,常常无法计算。因此人们陆续提出了许多改进算法,能节省空间和时间。有兴趣的同学可参考相关文献。其他 DNA打分矩阵及其对比对结果的影响l例如:l若得分大于罚分,则可得到长的,有较多插入删除的结果;反之,则得到短的,局部的比对结果。
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