人类基因组 T2T-CHM13v2.0 多 Fractal 行为探索：图形表示与染色体学
其他定量生物学
2024-12-24 v1 动力系统
统计理论
混沌动力学
统计理论
摘要
本文应用混沌游戏表示（Chaos Game Representation，CGR）对完整的人类基因组序列 T2T-CHM13v2.0 进行分析，分别对整个染色体装配以及每个染色体进行研究，包括线粒体 DNA。使用两种盒计数覆盖方法确定多 Fractal 谱，揭示了大多数染色体之间存在细微差异。虽然几何支持保持一致，但每个染色体观察到不同的分布。染�体 9 和 Y 表现出在奇异指数（H"older 指数）上的最大差异，其 Fractal 支持存在细微差异。CGR 分布大体上显示了编码区与非编码区，以及 CpG 或 GpC 岛之间的大致分离。对 CGR Fractal 支持的逐碱基分析揭示了染色体序列中特征结构带，这些带与染色体学研究中识别的模式相吻合。以完整装配为参考，我们比较了两种备用表示方法：二进码基因组表示（RGB）和马尔可夫链（Markov Chain，MC）表示。这两种方法趋向于相同的 Fractal 支持，但根据分配的长度参数显示不同的分布。多 Fractal 分析突显了这些表示之间的定量差异：RGB 更接近高频分量，而 MC 更符合低频。对于十二碱基链，MC 实现的最佳拟合相对于完整基因组装配平均误差为 2%。
引用
@article{arxiv.2412.16705,
title = {Exploring the Multifractal Behavior of the Human Genome T2T-CHM13v2.0: Graphical Representations and Cytogenetics},
author = {Yulián A. Alvarez-Ballesteros and Mario A. Quiroz-Juarez and José L. Del-Rio-Correa and Adrian M. Escobar-Ruiz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.16705},
year = {2024}
}