基因變異模擬器的設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著科學技術和醫(yī)療措施的發(fā)展,越來越多的醫(yī)學工作者開始根據(jù)病人自身的基因突變特性,研究與病人的生物特性更加配套的藥物,以爭取替代一些對特殊疾病效果不甚明顯的通用藥物。這個研究過程就需要大量的、不同格式的基因變異數(shù)據(jù)支撐,而這些數(shù)據(jù)則需要計算機軟件模擬生成。
　　本論文所論述的是基因變異模擬器的軟件實現(xiàn),是對基因變異過程的計算機化和軟件模擬。根據(jù)醫(yī)學研究者的要求,基因變異模擬器將給定的一組原始的基因序列,進行不同類型、不同位置和不同

2、操作的基因變異,并產(chǎn)生模擬不同測序格式的數(shù)據(jù),為用戶產(chǎn)生一組符合預期的染色體基因序列和變異過程描述信息,為其他負責研究分析具體基因變異與疾病關系的項目提供生成有效的基因變異數(shù)據(jù)。
　　本文根據(jù)醫(yī)學的公式和概念,使用UNIX下標準C語言,以Linux為開發(fā)和運行環(huán)境,以染色體中的堿基對作為操作單元,以生物學里記錄染色體的測序格式的文件作為輸入,對各種生物學相關的文件進行解析,并對其記錄的染色體信息進行基因變異操作,共分為完全利用醫(yī)學

3、概率公式進行自行變異的自動變異和根據(jù)用戶配置信息進行確定位置、類型和方式的手動變異。整個變異過程將對輸入的染色體堿基對進行單核苷酸多態(tài)性替換變異、重復信息替換變異、插入變異和缺失變異等幾種典型的基因變異操作,并在確定了變異信息之后,模擬不同的測序儀器數(shù)據(jù)格式,將染色體切分處理成不同長度的基因片段并提取出來,并根據(jù)這個切分提取結果和變異信息生成最終符合醫(yī)學數(shù)據(jù)格式的基因變異片段文件。整個過程通過對染色體信息建立軟件模型,采用軟件工程的思想

4、,通過需求分析、結構設計、技術實現(xiàn)和全面測試的過程,對基因變異模擬器進行了設計和實現(xiàn)。模擬器對整個操作過程使用了線程池技術對計算過程進行并行化,并對數(shù)據(jù)傳輸過程建立管道操作和共享內(nèi)存的結構,使其在數(shù)據(jù)量較大的情況下可以盡快得出計算結果。
　　通過本論文的研究和項目的設計、實現(xiàn)與測試,基因變異模擬器最終能夠針對不同類型的生物學數(shù)據(jù)文件進行解析操作,將輸入的原始染色體進行各種類型的基因變異,并產(chǎn)生相應的變異過程與結果的信息描述,實現(xiàn)了