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计算最大堆迭的RNA二级结构预测算法 被引量:4
1
作者 刘振栋 李恒武 朱大铭 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期532-537,共6页
RNA二级结构预测用于蛋白质功能分析,在生物信息学研究中具有重要意义.提出了一个时间复杂度为O(n2)的基于Greedy算法思想的算法.基于“堆迭结构相对稳定”的RNA分子结构特征,算法思想为计算具有最多堆迭的RNA二级结构.用VC++编程实现... RNA二级结构预测用于蛋白质功能分析,在生物信息学研究中具有重要意义.提出了一个时间复杂度为O(n2)的基于Greedy算法思想的算法.基于“堆迭结构相对稳定”的RNA分子结构特征,算法思想为计算具有最多堆迭的RNA二级结构.用VC++编程实现了该算法,采用PseudoBase的RNA分子片段进行了计算实验,结果表明该算法具有良好的准确度.该算法可预测RNA分子的嵌套二级结构和伪结点二级结构. 展开更多
关键词 RNA二级结构 伪结点 NPC 动态规划 热动力学
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基于堆积协变信息与最小自由能预测含伪结的RNA二级结构 被引量:2
2
作者 杨金伟 骆志刚 +2 位作者 方小永 王金华 唐可成 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期659-664,共6页
RNA伪结预测是RNA研究的一个难点问题。文中提出一种基于堆积协变信息与最小自由能的RNA伪结预测方法。该方法使用已知结构的RNA比对序列(ClustalW比对和结构比对)测试此方法,侧重考虑相邻碱基对之间相互作用形成的堆积协变信息,并结合... RNA伪结预测是RNA研究的一个难点问题。文中提出一种基于堆积协变信息与最小自由能的RNA伪结预测方法。该方法使用已知结构的RNA比对序列(ClustalW比对和结构比对)测试此方法,侧重考虑相邻碱基对之间相互作用形成的堆积协变信息,并结合最小自由能方法对碱基配对综合评分,通过逐步迭代求得含伪结的RNA二级结构。结果表明,此方法能正确预测伪结,其平均敏感性和特异性优于参考算法,并且结构比对的预测性能比ClustalW比对的预测性能更加稳定。文中同时讨论了不同协变信息权重因子对预测性能的影响,发现权重因子比值在λ1:λ2=5:1时,预测性能达到最优。 展开更多
关键词 RNA二级结构 伪结 堆积协变信息 最小自由能
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基于最小自由能和协变信息预测带伪结RNA二级结构的迭代化方法 被引量:1
3
作者 王金华 骆志刚 +3 位作者 管乃洋 严繁妹 靳新 张雯 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期889-897,共9页
多数RNA分子的结构在进化中是高度保守的,其中很多包含伪结。而RNA伪结的预测一直是一个棘手问题,很多RNA二级结构预测算法都不能预测伪结。文章提出一种基于迭代法预测带伪结RNA二级结构的新方法。该方法在给潜在碱基对打分时综合了热... 多数RNA分子的结构在进化中是高度保守的,其中很多包含伪结。而RNA伪结的预测一直是一个棘手问题,很多RNA二级结构预测算法都不能预测伪结。文章提出一种基于迭代法预测带伪结RNA二级结构的新方法。该方法在给潜在碱基对打分时综合了热力学和协变信息,通过基于最小自由能RNA折叠算法的多次迭代选出所有的碱基对。测试结果表明:此方法几乎能预测到所有的伪结。与其他方法相比,敏感度接近最优,而特异性达到最优。 展开更多
关键词 RNA二级结构 伪结 协变信息 最小自由能
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Using Folding Ensemble and Stem Probability Maximization Methods to Predict RNA H-Type Pseudoknots
4
作者 Junilda Spirollari Shawn Xiong Wang Jason T.L. Wang 《Tsinghua Science and Technology》 SCIE EI CAS 2012年第6期691-700,共10页
We present in this paper an ab initio method, named KnotFold, for RNA H-type pseudoknot prediction. Our method employs an ensemble of RNA folding tools and a filtering heuristic to generate a set of pseudoknot-free st... We present in this paper an ab initio method, named KnotFold, for RNA H-type pseudoknot prediction. Our method employs an ensemble of RNA folding tools and a filtering heuristic to generate a set of pseudoknot-free stems, and then predicts pseudoknots by utilizing a search technique with a pseudo-probability scoring scheme. Experimental results show that KnotFold achieves higher sensitivity than existing methods. The KnotFold package with documentation is freely available at http://bioinformatics.njit.edu/KnotFold. 展开更多
关键词 RNA structure pseudoknots tool ensemble
原文传递
含假结RNA二级结构类的图语法 被引量:2
5
作者 高世乐 丁克诠 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第2期23-25,105,共4页
用最小自由能法预测RNA二级结构是NP困难问题,其根本原因是假结的存在。近几年的预测算法都针具有一定结构特征的假结寻找多项式时间算法进行预测。论文针对RNA二级结构图提出一种图语法,该语法由初始结构图集和重写规则集构成,用重写... 用最小自由能法预测RNA二级结构是NP困难问题,其根本原因是假结的存在。近几年的预测算法都针具有一定结构特征的假结寻找多项式时间算法进行预测。论文针对RNA二级结构图提出一种图语法,该语法由初始结构图集和重写规则集构成,用重写规则在初始结构图上的不断重写得到的结构图都是该语法的语言。分析了5个主流RNA二级结构预测算法的目标集,给出它们的图语法,使得目标集的结构特征一目了然,目标集间的真包含关系也通过图语法直观地体现出来。 展开更多
关键词 假结 RNA二级结构 重写规则 图语法
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RNA二级结构预测SVMs模型研究 被引量:2
6
作者 何静媛 何中市 陈自郁 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS 北大核心 2008年第4期403-408,共6页
扩展NSSEL标签,对RNA分子中的stem-loop结构和伪结结构进行标记.将RNA分子序列中的碱基编码输入,经过支持向量机(support vector machines,SVMs)模型计算输出相应的结构标记.该模型经过训练后,待预测的RNA分子序列可得到对应的结构标识... 扩展NSSEL标签,对RNA分子中的stem-loop结构和伪结结构进行标记.将RNA分子序列中的碱基编码输入,经过支持向量机(support vector machines,SVMs)模型计算输出相应的结构标记.该模型经过训练后,待预测的RNA分子序列可得到对应的结构标识序列,这些标识序列可通过特定算法,唯一构建包括伪结在内的二级结构.实验结果表明,该算法在可接受的预测精度范围内具有较低的计算复杂度,克服了传统算法计算时间过长,无法在有限时间内得到有效结果的缺点. 展开更多
关键词 支持向量机 NSSEL标签 RNA二级结构 伪结 stem-loop结构
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一种新的RNA二级结构的三维图形表示
7
作者 单夫一 骆嘉伟 《武汉理工大学学报(信息与管理工程版)》 CAS 2007年第5期51-54,共4页
用图形法表示生物分子序列是生物信息学的一个重要研究课题,其中RNA二级结构以廖波提出的三维图形表示法应用比较广泛。在该算法的基础上,对二级结构中的自由基进行进一步划分,划分为假结内自由基和假结外自由基,并以此为基础提出了一... 用图形法表示生物分子序列是生物信息学的一个重要研究课题,其中RNA二级结构以廖波提出的三维图形表示法应用比较广泛。在该算法的基础上,对二级结构中的自由基进行进一步划分,划分为假结内自由基和假结外自由基,并以此为基础提出了一种新的RNA二级结构三维图形表示法。将此表示法应用在随机抽取的5种含有假结的RNA分子上,可以有效地计算出它们之间的相似度。 展开更多
关键词 RNA二级结构 三维图形表示 假结 相似度 生物信息学
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基于茎区的自由能算法预测RNA二级结构 被引量:1
8
作者 夏培明 张岩 《微计算机信息》 2009年第9期139-141,共3页
预测RNA分子的二级结构是计算生物学中的一个重要研究内容,本文在传统的最小自由能算法的基础上,提出了基于茎区的自由能算法,该算法时间复杂度O(n3),空间复杂度O(n2),能够预测RNA二级结构及其假结。
关键词 RNA二级结构 茎区 自由能算法 假结
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基于动态权重匹配的RNA折叠算法
9
作者 陆健 刘海军 +2 位作者 姚勤 王勇 陈克平 《生物数学学报》 CSCD 北大核心 2008年第4期743-749,共7页
本文在最大权重匹配(Maximum Weighted Matching,MWM)算法的基础上引入与茎区长度相关的动态权重,采用一种递归算法逐步寻找具有最大权重和的茎区,从而最终确定RNA的二级结构.该算法避开了繁杂的自由能计算,同样也能达到较高的预测精确... 本文在最大权重匹配(Maximum Weighted Matching,MWM)算法的基础上引入与茎区长度相关的动态权重,采用一种递归算法逐步寻找具有最大权重和的茎区,从而最终确定RNA的二级结构.该算法避开了繁杂的自由能计算,同样也能达到较高的预测精确度并且还能预测到大多数类型的潜在假结(pseudoknots). 展开更多
关键词 RNA二级结构 假结 动态权重匹配
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基于OpenCL的RNA二级结构预测算法 被引量:1
10
作者 汪方良 施慧彬 《计算机技术与发展》 2017年第9期1-6,共6页
包含假结的RNA二级结构预测在计算分子生物学中一直是一个重要的研究领域,而预测包含任意类型假结结构已被证明为NP完全问题。为了解决此类问题,在CPU平台上实现了一种改进的遗传算法。该算法可预测包含两类假结结构的RNA序列,敏感性可... 包含假结的RNA二级结构预测在计算分子生物学中一直是一个重要的研究领域,而预测包含任意类型假结结构已被证明为NP完全问题。为了解决此类问题,在CPU平台上实现了一种改进的遗传算法。该算法可预测包含两类假结结构的RNA序列,敏感性可达到0.775,阳性预测率可达到0.822 5。针对基于遗传算法带假结的RNA二级结构预测低效的问题,提出了基于OpenCL的异构并行加速算法。该算法在分析串行算法并行性的基础上,在种群迭代进化阶段进行异构加速,并基于GPU设备和OpenCL编程框架改进算法过程。为验证所提算法的可行性和有效性,基于相同的测试集进行了实验测试。测试结果表明,相对于串行算法,改进后的异构并行加速算法平均可实现2.72倍的速度提升,有效降低了RNA二级结构预测的耗时,提高了算法模拟预测效率。 展开更多
关键词 RNA二级结构预测 假结 OPENCL 异构计算
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Rivas-Eddy RNA二级结构图书嵌入分类的实现方法
11
作者 高世乐 丁克诠 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第4期20-23,72,共5页
书嵌入数是对图进行分类的一个拓扑标准,通常来说,计算一个图的书嵌入数及给出一种嵌入实例都是NP完全问题。针对Rivas-Eddy(R&E)类中RNA分子的二级结构图,从二级结构图的语法出发,通过其交叉关系图的点着色,构造性地得到了RNA分子... 书嵌入数是对图进行分类的一个拓扑标准,通常来说,计算一个图的书嵌入数及给出一种嵌入实例都是NP完全问题。针对Rivas-Eddy(R&E)类中RNA分子的二级结构图,从二级结构图的语法出发,通过其交叉关系图的点着色,构造性地得到了RNA分子二级结构图书嵌入的具体实现方法,完成了对RNA分子二级结构的书嵌入分类。该方法具有多项式时间复杂性,为求解NP完全问题提供了有益的参考。 展开更多
关键词 假结 RNA二级结构 书嵌入 点着色 团数 色数 完美图
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一种自适应序列长度的RNA二级结构深度预测方法
12
作者 吴宏杰 汤烨 +3 位作者 陆卫忠 崔志明 付保川 GAO Zhen 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2019年第8期1799-1803,共5页
RNA二级结构预测是结构生物信息学中的一个重要问题.带假结的RNA二级结构预测,由于复杂的假结结构,更是增加了预测的难度.传统的机器学习方法受限于学习模型的结构,输入特征数目必须固定.大部分方法将不同长度的序列统一截断后进行训练... RNA二级结构预测是结构生物信息学中的一个重要问题.带假结的RNA二级结构预测,由于复杂的假结结构,更是增加了预测的难度.传统的机器学习方法受限于学习模型的结构,输入特征数目必须固定.大部分方法将不同长度的序列统一截断后进行训练,这不仅导致有用信息丢失,而且并破坏了生物序列完整性.针对该问题提出了一种适应序列长度的深度递归神经网络模型,构造了序列长度自适应模块及训练算法,从而不需要截断.同时,由于实际样本比例不均衡,采用了动态加权方法进行改善.随后,在权威数据集RNA STRAND上与四种优秀方法进行了四组比较实验.实验结果表明,本方法的正确率和M atthew s相关系数比定长LSTM方法分别提高了1. 6%和3. 3%;比其它四种典型方法提高了13. 6%和14. 8%. 展开更多
关键词 RNA二级结构预测 递归神经网络 动态加权 假结 碱基
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RNA二级结构图亏格的动态生成计算法
13
作者 高世乐 王启钊 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第11期26-31,共6页
基于Rivas和Eddy(R&E)RNA二级结构类的图语法,提出了一种计算RNA二级结构图亏格的动态生成算法。与已有的基于判定的亏格计算方法相比,该算法的优点主要有两点:一是提高了计算亏格的效率,二是可以实现枚举小亏格RNA二级结构图。
关键词 假结 RNA二级结构 拓扑分类 亏格
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RNA二级结构预测的支持向量机模型研究 被引量:2
14
作者 何静媛 何中市 邹东升 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2008年第4期181-183,共3页
RNA二级结构预测问题是生物信息学的一个研究重点,本文主要利用支持向量机(SVM)模型来研究RNA二级结构预测问题。通过改进NSSEL标签[4],形成了能表示平面伪结结构的E-NSSEL标签,该标签作为SVM模型输出端的类别标识,因此,测试序列经过SV... RNA二级结构预测问题是生物信息学的一个研究重点,本文主要利用支持向量机(SVM)模型来研究RNA二级结构预测问题。通过改进NSSEL标签[4],形成了能表示平面伪结结构的E-NSSEL标签,该标签作为SVM模型输出端的类别标识,因此,测试序列经过SVM模型预测后得到相应的E-NSSEL序列,该序列可以恢复为二级结构。此算法能有效地解决传统算法中存在的时间复杂性的问题和长链分子的预测问题。 展开更多
关键词 SVM E-NSSEL标签 RNA二级结构 平面伪结
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含伪结RNA二级结构预测的支持向量机方法
15
作者 张洪礼 张娜 +2 位作者 王常武 王宝文 刘文远 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2010年第10期1993-1996,共4页
RNA二级结构预测是生物信息学的一个研究重点和难点.伪结是RNA二级结构中最难预测的一种.本文利用多分类支持向量机对含平面伪结的RNA分子二级结构进行预测.第一步,利用多分类支持向量机进行预测,输出端得到相应碱基的E-NSSEL类别标识.... RNA二级结构预测是生物信息学的一个研究重点和难点.伪结是RNA二级结构中最难预测的一种.本文利用多分类支持向量机对含平面伪结的RNA分子二级结构进行预测.第一步,利用多分类支持向量机进行预测,输出端得到相应碱基的E-NSSEL类别标识.第二步,利用第一步的预测结果,把所有可能配对的标识是否配对通过支持向量机进行判断,并根据判断结果恢复RNA分子二级结构.实验证明,该方法能有效地提高含平面伪结的RNA分子二级结构的预测精度. 展开更多
关键词 多分类支持向量机 RNA二级结够 E-NSSEL标识 平面伪结
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含伪结的RNA分子二级结构预测
16
作者 张洪礼 张娜 +1 位作者 刘文远 王常武 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第8期219-222,共4页
预测含伪结的RNA分子二级结构是生物信息学的一个研究难点。利用多分类支持向量机结合贝叶斯神经网络针对含伪结的RNA分子二级结构进行预测。利用多分类支持向量机进行预测,输出端得到相应碱基的平面伪结结构的E-NSSEL(Ex-tend New Seco... 预测含伪结的RNA分子二级结构是生物信息学的一个研究难点。利用多分类支持向量机结合贝叶斯神经网络针对含伪结的RNA分子二级结构进行预测。利用多分类支持向量机进行预测,输出端得到相应碱基的平面伪结结构的E-NSSEL(Ex-tend New Secondary Structure Element Label)类别标签。使用碱基已预测的结果通过贝叶斯神经网络进行修正,并恢复RNA分子二级结构。使用该方法能有效地改善含伪结的RNA分子二级结构的预测效果。 展开更多
关键词 多分类支持向量机 贝叶斯神经网络 RNA二级结构 E-NSSEL标签 平面伪结
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RNA二级结构预测方法综述 被引量:24
17
作者 邹权 郭茂祖 张涛涛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期331-337,共7页
RNA二级结构预测是计算分子生物学中的一个重要领域.本文介绍了RNA二级结构的预测方法,包括该问题的数学模型、主要算法思想以及每种算法对应的软件.在tRNA和RNase P RNA数据库中随机选取了几组样例对目前主要的7种软件进行测试,同时对... RNA二级结构预测是计算分子生物学中的一个重要领域.本文介绍了RNA二级结构的预测方法,包括该问题的数学模型、主要算法思想以及每种算法对应的软件.在tRNA和RNase P RNA数据库中随机选取了几组样例对目前主要的7种软件进行测试,同时对每种软件的优缺点进行了详细比较.实验证明,当存在同源序列时,Pfold的效果优于其它软件.最后,在总结分析现有算法的基础上探讨了该领域进一步的研究方向. 展开更多
关键词 RNA二级结构预测 最小自由能 比较序列分析 假结
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日新月异的RNA二级结构预测 被引量:11
18
作者 刘海军 史定华 王翼飞 《自然杂志》 北大核心 2003年第6期314-322,共9页
对RNA结构与功能的研究是当今生物信息学一个非常重要的课题 ,对RNA自身功能的认识在当前已经得到了极大的拓展和深入 ,而研究它更可以作为研究蛋白质结构与功能以及DNA序列中基因信息的突破口 .本文系统介绍了从上世纪 70年代以来发展... 对RNA结构与功能的研究是当今生物信息学一个非常重要的课题 ,对RNA自身功能的认识在当前已经得到了极大的拓展和深入 ,而研究它更可以作为研究蛋白质结构与功能以及DNA序列中基因信息的突破口 .本文系统介绍了从上世纪 70年代以来发展至今的各类RNA二级结构预测算法 ,从对RNA结构预测方法的追溯和跟踪 ,对当今RNA研究的进展和形势作了一个总结 ,并预测了这一领域未来的研究发展趋势 . 展开更多
关键词 DNA序列 基因信息 生物信息学 功能 蛋白质 RNA二级结构预测算法 碱基配对
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单股正链RNA病毒基因组3′非编码区的高级结构与功能研究进展 被引量:7
19
作者 孙道春 伯晓晨 王升启 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2004年第4期299-303,共5页
单股正链RNA病毒种类繁多 ,其宿主涉及人、动物、植物 ,对人畜健康和农业经济生产都有重大的影响 .病毒基因组 3′UTR内的序列形成茎环、假结、TLS等高级结构 ,既可以作为顺式元件 ,又可以结合蛋白质反式因子 ,对病毒的转录、复制、翻... 单股正链RNA病毒种类繁多 ,其宿主涉及人、动物、植物 ,对人畜健康和农业经济生产都有重大的影响 .病毒基因组 3′UTR内的序列形成茎环、假结、TLS等高级结构 ,既可以作为顺式元件 ,又可以结合蛋白质反式因子 ,对病毒的转录、复制、翻译都有调控作用 .简要介绍了单股正链RNA病毒代表种属的 3′UTR内高级结构与功能的研究方法、主要进展和存在的问题 . 展开更多
关键词 单股正链RNA病毒 二级结构 拟tRNA结构 基因组 3’非编码区
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基于局部茎搜索的RNA二级结构预测算法 被引量:3
20
作者 陈翔 卜东波 +1 位作者 张法 高文 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2009年第1期115-121,共7页
RNA的二级结构预测是生物信息学中一个已经有30多年历史的经典问题,基于最小自由能模型(MFE)的优化算法是使用最为广泛的方法.但RNA结构中假结的存在使MFE问题理论上成为一个NP-hard问题,即使采用动态规划等优化算法也会面临时间复杂度... RNA的二级结构预测是生物信息学中一个已经有30多年历史的经典问题,基于最小自由能模型(MFE)的优化算法是使用最为广泛的方法.但RNA结构中假结的存在使MFE问题理论上成为一个NP-hard问题,即使采用动态规划等优化算法也会面临时间复杂度高的困难,同时研究还发现,由于受RNA折叠动力学机制以及环境因素的影响,真实的RNA二级结构往往并不处于自由能最小状态.根据RNA折叠的特点,提出了一种启发式搜索算法来预测带假结的RNA二级结构.该算法以RNA的茎为基本单元,采用启发式搜索策略在茎的组合空间中搜索自由能最小并且出现频率最高的RNA二级结构,该算法不仅能显著降低搜索RNA二级结构的时间复杂度,还有助于弥补单纯依赖能量预测RNA二级结构的不足.在多种类型的RNA标准数据集上进行了检验,结果表明,该算法在预测的精度上优于目前国际上几个著名的RNA二级结构预测算法并且具有较高的运行效率. 展开更多
关键词 RNA二级结构预测 假结 NP-HARD 启发式算法
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