《论文DNA的信息存储与表达与电脑算法的关系.docVIP

计算机模拟基因行为的可能性讨论 及初步研究与猜想 论文撰写人：景璟 电话 Email：joykk9@ 学校：华南理工大学 电子技术与信息工程1班 标题： 计算机模拟基因行为（储存、表达、变化、定位）的可能性讨论及初步研究与猜想 摘要： 本文主要研究如何用计算机来模拟生物基因的种种行为，从而为涉及到大规模数据处理，如基因定位等实际问题，提出新的提高效率的解决方法。 通过常规的文献、案例分析与创新的数学分析方法，本文给出了一些计算机模拟的算法流程图、基因信息在计算机内存中的存储方法等。另外，对决定性状的基因在DNA上的定位的研究，本文给出了一套“匹配图图谱”的方法，可以以辅助定位基因的研究。 关键词： 基因、模拟、算法、基因表达、储存、变异、基因定位 一、前言 从***年开始，当**提出了人工生命，则开启了用计算机算法来模拟生命科学的各种方面的大门。通过对生物行为的模拟，动物学家得以借助计算机的力量. 进化算法“evolutionary algorithms” (EA),遗传算法“genetic algorithms” (GA), 遗传编程“genetic programming” ), agent-based models和细胞自动机cellular automata (CA). 而在生物信息学诞生。。。 二、研究方法和材料 2.1本论文运用数学分析方法与文献、案例分析方法相结合的研究方法 1、观察事实、现象 材料源于对以下领域的文章的阅读，课程的学习及实践：人工生命、人工智能、达尔文进化论、遗传分子学、微机原理与应用、C语言编程、生物技术 2、确定研究对象及对象之间的关系 使用材料：维基百科全书、基础生命科学 3、通过文献、案例阅读归纳基本概念、基本量，将研究问题据此类比进行数学抽象 使用材料：盲眼钟表匠、自私的基因、人工生命：探索新的生命形式 4、运用基本概念进行合理的数学迭代(Iteration)和递归(Recursion)总结出假说 使用材料：高等数学、汇编语言 5、根据假说引申出可能的现象，进行预测 2.2前提和申明 1、若没有特殊说明，本文研究的基因都为等位基因，生物均为真核细胞构成的生物，DNA严格遵循半保留复制。 2、本文仅在细胞及其以下的微观世界进行研究，对动物的繁殖，进化一般不作讨论。 3、本文的撰写者是非生物专业，在此文中会尽量使用专业的生物词汇，但是若有实用不当或概念混淆，恳请提出宝贵意见。 三、研究分析与猜想 3.1基本概念说明 指令： 语句： “生物ASCII码表”： 基因转换表： 基因表达式： 性状转换表： 性状表达式： 1、关于算法 算法是指完成一个任务所需要的具体步骤和方法。 首先，算法不仅可以用计算机程序来实现，也可以在人工神经网络、电路或者机械设备上实现。由于计算机具有模拟速度快，算法实现即编程相对容易，具有二进制的运算方法与基因行为的类似度较高，本文选择使用基于计算机程序可实现的算法，后文简称算法。 其次，虽然一般的算法具有确定性，也就是确定了输入输出后在经过有限的实际执行可以获得预测中的结果。这里需要明确的是虽然我们可以预测每一步可能发生的结果，在本文提到算法是开放式（open-ended）和可以循环的，所以在进行了若干次算法的执行后，获得的结果不一定是可以简单预测到的。 2、关于基因 基因在染色体上具有一定的距离的顺序，呈直线排列。基因、mRNA、核糖体、tRNA协同。 四进制 氨基酸 密码子 四进制 氨基酸 密码子 四进制 氨基酸 密码子 四进制 氨基酸 UUU 000 Phe CUU 100 Leu AUU 200 Ile GUU 300 Val UUC 001 Phe CUC 101 Leu AUC 201 Ile GUC 301 Val UUA 002 Leu CUA 102 Leu AUA 202 Ile GUA 302 Val UUG 003 Leu CUG 103 Leu AUG 203 MetSTART GUG 303 Val UCU 010 Ser CCU 110 Pro ACU 210 Thr GCU 310 Ala UCC 011 Ser CCC 111 Pro ACC 211 Thr GCC 311 Ala UCA 012 Ser CCA 112 Pro ACA 212 Thr GCA 312 Ala UCG 013 Ser CCG 113 Pro ACG 213 Thr GCG 313 Ala UAU 020 Tyr CAU 120