随着大规模基因组测序计划的实施,大量原核和真核生物的基因组已被测定。在基因和基因组水平上分析这些序列的结构特征是亟待解决的问题。原核生物基因组较小,结构简单,是研究生物大分子遗传特征的首选对象。本论文主要用非线性映射算法讨论原核生物基因和基因组的结构特征,并简单介绍古细菌复制起始点的识别问题。 论文第一章主要阐述生物信息学的含义,并简单介绍与所研究内容相关的最新进展。 论文第二章重点介绍论文中涉及的生物学背景知识,阐明了生物信息传递的中心法则,DNA分子的半保留复制以及半不连续复制,密码子的基本特征等。 论文第三章主要介绍多元统计的有关知识。多元统计方法是解决复杂高维问题的十分有效的工具。论文中重点介绍了该种方法的降维思想,以及用主成分分析方法、对应分析方法和非线性映射方法解决问题的步骤。 论文第四章重点介绍用非线性映射方法分析原核生物基因密码子使用情况并得到的相关结论。结果显示,高表达基因的密码子使用在分布上和其它基因有明显的差异,这些基因倾向于使用具有较高丰度的tRNA对应的密码子。因此,不对称复制和翻译水平上的选择机制共同决定了原核生物基因的同义密码子使用模式。另外,根据原核生物基因组中复制起始点两侧碱基含量的不对称性识别古细菌的复制起始点也得到了较好的结果。