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基因重复家族进化的水平相关QBD模型。 (英语) Zbl 1451.60085号

摘要:基因家族是一组由重复形成的进化相关基因。基因家族中的基因可以执行一系列不同但可能重叠的功能。复制过程产生一个与被复制的基因具有相同功能的基因,随着时间的推移,该基因会发生分化。在本文中,我们探索了基因家族持续进化的不同模型。首先,我们考虑一个具有多维状态空间的详细模型,该模型由二进制矩阵组成,其中矩阵的行对应于基因,列对应于函数,第个条目记录基因是否执行函数。该模型的状态空间较大,不适合进行数值分析,但通过考虑该详细模型的行为,我们可以测试两个具有更易处理状态空间的替代模型的适用性。接下来,我们考虑具有二维状态\(((n,m)\)的准出生和死亡过程(QBD)。状态(n,m)记录家族中基因的数量(n=1,2,ldots),以及所谓冗余基因(允许丢失)的数量(m=0,1,ldot,n)。我们将其与具有三维状态((n,m,k)的依赖于能级的QBD进行对比,三维状态记录了影响转换速率的额外信息(k=1,ldots,k)。我们表明,具有二维状态(n,m)的模型不足以进行有意义的分析,而具有三维状态(n、m,k)的模型能够捕获详细模型的定性行为。我们用数值例子说明了依赖于能级的QBD与原始详细模型之间的拟合。

MSC公司:

60J28型 连续时间Markov过程在离散状态空间中的应用
92D10型 遗传学和表观遗传学
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全文: 内政部

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