概率论建模在生物序列分析中的应用——从HMM到系统发育

"生命之树-ga∕t 1396-2017 信息安全技术 网站内容安全检查产品安全技术要求" 这篇描述中提到的"生命之树"是一种生物学概念，用于表示地球上各种生物之间的进化关系。它通过系统发育学来推断物种间的关联，通常用一棵树状图来形象化表达。描述中提到了Zuckerkandel & Pauling的论文，指出分子序列分析对于理解这种关系至关重要。分子序列，如DNA或蛋白质序列，提供了丰富的信息，可以帮助我们构建系统发育树。 在生物学中，直系同源基因和旁系同源基因是两个重要的概念。直系同源基因是指源自共同祖先物种的基因，它们在物种分化过程中保留下来，反映了物种间的进化关系。而旁系同源基因是由于基因复制事件产生的，即一个基因复制产生了一个新的副本，这两个副本在后续进化中可能具有不同的功能。旁系同源基因可以在同一物种内或不同物种间找到，它们并不直接反映物种的系统发育关系，但可以揭示基因复制的历史。 此外，描述中还提到了一个与生物序列分析相关的技术——隐马尔可夫模型（HMM）。HMM是一种概率论模型，在生物信息学中广泛应用于蛋白质和核酸序列的分析。在1992年的Snowbird神经网络会议上，HMM被引入到生物序列分析领域，随后被多个研究团队采用，并开发了相应的软件工具。HMM不仅可以用于序列比对，还扩展到RNA二级结构预测、蛋白质结构建模、基因识别和系统发育分析等众多领域。 这篇内容涵盖了生物学的系统发育学概念，特别是生命之树如何通过分子序列分析来构建，以及直系同源基因和旁系同源基因的区别。同时，它还介绍了概率论建模，尤其是HMM在生物序列分析中的重要应用，展示了这种方法在生物信息学研究中的价值。