計(jì)算生物學(xué)導(dǎo)論——圖譜,序列和基因組
定 價(jià):68 元
叢書名:生物數(shù)學(xué)叢書
- 作者:(美)M.S.Waterman著
- 出版時(shí)間:2009/8/1
- ISBN:9787030251565
- 出 版 社:科學(xué)出版社
- 中圖法分類:Q7
- 頁碼:306
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
本書是Introduction to Computational Biology的中文譯著,本書的意圖是針對(duì)有數(shù)學(xué)技能的人介紹令人著迷的生物數(shù)據(jù)和問題,并建立更實(shí)際的生物數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)。
本書共分15章,其中第1章介紹分子生物學(xué)的基本常識(shí),第2—4章介紹限制圖譜和多重圖譜,第5、6章研究克隆和克隆圖譜,第7章討論DNA序列相關(guān)的話題,第8—11章是共同模式下序列比較問題,第12章涉及序列中模式計(jì)數(shù)的統(tǒng)計(jì)問題,第13章敘述RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)化論述,第14章給出有關(guān)序列的進(jìn)化歷史,最后第15章給出某些關(guān)鍵文獻(xiàn)的原始出處.本書結(jié)構(gòu)完整,內(nèi)容更新、更全面。
本書適合高等院校數(shù)學(xué)和生物專業(yè)的高年級(jí)大學(xué)生、研究生和教師閱讀參考,也適合科研單位的研究人員參考。
更多科學(xué)出版社服務(wù),請掃碼獲取。
20世紀(jì)80年代初始,國內(nèi)對(duì)“生物數(shù)學(xué)”發(fā)生興趣的人越來越多,目前從事
生物數(shù)學(xué)研究.學(xué)習(xí)生物數(shù)學(xué)的人數(shù)之多已居世界之首。為了加強(qiáng)交流,在“中國生物數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)”和科學(xué)出版社的共同努力下,組織了本套《生物數(shù)學(xué)書》,宗旨是促進(jìn)數(shù)學(xué)與生物學(xué)的相互滲透,促進(jìn)數(shù)學(xué)在生物學(xué)中的應(yīng)用,帶動(dòng)生物數(shù)學(xué)研究的發(fā)展,培養(yǎng)國內(nèi)生物數(shù)學(xué)人才。
叢書涵蓋學(xué)術(shù)專著.教材、科普及譯著,具體包括:
①生物數(shù)學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)教材;
⑦數(shù)學(xué)在生物學(xué)中的應(yīng)用方法;
③生物建模;
④生態(tài)學(xué)中數(shù)學(xué)模型的研究與使用等。
本叢書的讀者對(duì)象是數(shù)學(xué)和生物學(xué)相關(guān)專業(yè)高年級(jí)大學(xué)生、研究生、高校教師和科研工作者。
目錄
《生物數(shù)學(xué)叢書》序
前言
數(shù)學(xué)符號(hào)
第0章 引言 1
0.1 分子生物學(xué) 2
0.2 數(shù)學(xué), 統(tǒng)計(jì)和計(jì)算機(jī)科學(xué) 3
第1章 分子生物學(xué)一些知識(shí) 5
1.1 DNA 和蛋白 5
1.1.1 雙螺旋結(jié)構(gòu) 6
1.2 中心定理 7
1.3 遺傳密碼 8
1.4 轉(zhuǎn)化RNA 和蛋白序列 12
1.5 基因不簡單 14
1.5.1 開始與停止 14
1.5.2 基因表達(dá)的控制 15
1.5.3 割裂基因 15
1.5.4 跳躍基因 16
1.6 生物化學(xué) 16
問題 23
第2章 限制圖譜 25
2.1 引言 25
2.2 圖 27
2.3 區(qū)間圖 28
2.4 片段大小的度量 32
問題 34
第3章 多重圖譜 35
3.1 雙消化問題 36
3.1.1 雙消化問題的多重解 37
3.2 多重解分類 40
3.2.1 反射性 41
3.2.2 重疊等價(jià) 41
3.2.3 重疊尺寸等價(jià) 43
3.2.4 更多的圖論知識(shí) 44
3.2.5 從一條路到另一條路 45
3.2.6 限制圖譜及邊界塊圖 47
3.2.7 限制圖譜的盒變換 49
3.2.8 一個(gè)例子 51
問題 52
第4章 求解DDP 的算法 54
4.1 算法和復(fù)雜性 54
4.2 DDP 是NP 完全的 55
4.3 解DDP 的方法 56
4.3.1 整數(shù)規(guī)劃 56
4.3.2 劃分問題 57
4.3.3 TSP 58
4.4 模擬退火法:TSP 和DDP 58
4.4.1 模擬退火法 58
4.4.2 TSP 62
4.4.3 DDP 63
4.4.4 環(huán)狀圖譜 65
4.5 用真實(shí)數(shù)據(jù)作圖 65
4.5.1 使數(shù)據(jù)符合圖 66
4.5.2 圖譜算法 67
問題 67
第5章 克隆與克隆文庫 69
5.1 有限的隨機(jī)克隆數(shù) 70
5.2 完全消化的文庫 71
5.3 部分消化的文庫 73
5.3.1 可克隆基的組分 73
5.3.2 采樣、方法1 76
5.3.3 設(shè)計(jì)部分消化文庫 77
5.3.4 Poisson 近似 77
5.3.5 獲得所有片段 78
5.3.6 最大表達(dá)度 80
5.4 每個(gè)微生物中的基因組 81
問題 81
第6章 物理基因組圖譜:海洋、島嶼和錨 83
6.1 用指紋制作圖譜 84
6.1.1 海洋和島嶼 84
6.1.2 分小與控制 90
6.1.3 兩個(gè)先驅(qū)實(shí)驗(yàn) 91
6.1.4 啤酒酵母 91
6.1.5 大腸桿菌 92
6.1.6 計(jì)算指紋模式 93
6.2 用錨制作圖譜 97
6.2.1 海洋、島和錨 97
6.2.2 克隆與錨的對(duì)偶性 102
6.3 克隆重疊的概述 104
6.4 綜合 106
問題 109
第7章 序列裝配 111
7.1 鳥槍測序法 111
7.1.1 SSP 是NP 完全的 112
7.1.2 貪婪算法的解至多是4 倍最優(yōu)解 113
7.1.3 實(shí)踐中的裝配 118
7.1.4 序列精度 119
7.1.5 預(yù)期的進(jìn)展 121
7.2 用雜交法測序 122
7.2.1 其他SBH 設(shè)計(jì) 127
7.3 重訪鳥槍測序法 129
問題 131
第8章 數(shù)據(jù)庫和快速序列裝配 133
8.1 DNA 和蛋白序列數(shù)據(jù)庫 134
8.1.1 序列數(shù)據(jù)庫文件中條款的描述 134
8.1.2 簡單序列數(shù)據(jù)文件 135
8.1.3 統(tǒng)計(jì)小結(jié) 137
8.2 序列的樹表現(xiàn) 138
8.3 序列的切細(xì) 139
8.3.1 切細(xì)表 139
8.3.2 用線性時(shí)間切細(xì) 140
8.3.3 切細(xì)和鏈接 141
8.4 序列中的重復(fù) 141
8.5 用切細(xì)進(jìn)行序列比較 142
8.6 至多有l(wèi) 個(gè)失配的序列比較 146
8.7 用統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行序列比較 149
問題 150
第9章 動(dòng)態(tài)規(guī)劃、兩個(gè)序列比對(duì) 151
9.1 比對(duì)的個(gè)數(shù) 153
9.2 網(wǎng)絡(luò)中最短和最長路 157
9.3 全局距離比對(duì) 159
9.3.1 插入刪除函數(shù) 161
9.3.2 依賴距離的權(quán)重 163
9.4 全局相似比對(duì) 164
9.5 將一個(gè)序列吻合另一個(gè)序列 166
9.6 局部比對(duì)和叢 168
9.6.1 自身比較 172
9.6.2 銜接重復(fù) 172
9.7 線性空間算法 174
9.8 回溯 176
9.9 倒位 179
9.10 圖譜比對(duì) 183
9.11 參數(shù)序列比較 186
9.11.1 一維參數(shù)集合 188
9.11.2 進(jìn)入二維 190
問題 192
第10章 多重序列比對(duì) 195
10.1 囊性纖維化基因 195
10.2 r 維的動(dòng)態(tài)規(guī)劃 197
10.2.1 減小容積 198
10.3 加權(quán)平均序列 199
10.3.1 比對(duì)的比對(duì) 202
10.3.2 序列的重心 202
10.4 輪廓分析 203
10.4.1 統(tǒng)計(jì)意義 204
10.5 通過隱Markov 模型比對(duì) 205
10.6 一致詞分析 207
10.6.1 詞分析 208
10.6.2 一致比對(duì) 209
10.6.3 更復(fù)雜的打分 210
問題 210
第11章 序列比對(duì)用到的概率和統(tǒng)計(jì) 212
11.1 全局比對(duì) 212
11.1.1 給定的比對(duì) 213
11.1.2 未知比對(duì) 213
11.1.3 比對(duì)打分的線性增長 214
11.1.4 Azuma-Hoe?ding 引理 215
11.1.5 對(duì)平均值的大偏差 216
11.1.6 關(guān)于二項(xiàng)式分布的大偏差 218
11.2 局部比對(duì) 220
11.2.1 大數(shù)定律 220
11.3 極值分布 230
11.4 Poisson 近似的Chen-Stein 方法 232
11.5 Poisson 近似和長匹配 234
11.5.1 連續(xù)正面的投幣 234
11.5.2 序列間的準(zhǔn)確匹配 236
11.5.3 近似匹配 241
11.6 帶有打分的序列比對(duì) 245
11.6.1 相位轉(zhuǎn)移 246
11.6.2 實(shí)用的p 值 249
問題 251
第12章 有關(guān)序列模式的概率與統(tǒng)計(jì) 254
12.1 中心極限定理 255
12.1.1 廣義詞 261
12.1.2 估計(jì)概率 261
12.2 非重疊模式統(tǒng)計(jì) 262
12.2.1 一個(gè)模式的更新理論 262
12.2.2 Li 方法與多重模式 265
12.3 Poisson 近似 267
12.4 位點(diǎn)分布 270
12.4.1 內(nèi)部位點(diǎn)距離 270
問題 271
第13章 RNA 二級(jí)結(jié)構(gòu) 273
13.1 組合數(shù)學(xué) 274
13.1.1 計(jì)算更多的形狀 277
13.2 最小自由能結(jié)構(gòu) 279
13.2.1 減少發(fā)卡計(jì)算時(shí)間 281
13.2.2 線性不穩(wěn)定函數(shù) 282
13.2.3 多分支環(huán) 283
13.3 一致折疊 284
問題 286
第14章 樹和序列 287
14.1 樹 287
14.1.1 分裂 288
14.1.2 樹的度量 292
14.2 距離 294
14.2.1 可加樹 294
14.2.2 超度量樹 298
14.2.3 非可加距離 299
14.3 簡約算法 301
14.4 極大似然樹 307
14.4.1 連續(xù)時(shí)間Markov 鏈 307
14.4.2 估計(jì)變化率 309
14.4.3 似然性與樹 311
問題 314
第15章 來源與展望 316
15.1 分子生物學(xué) 316
15.2 物理圖譜和克隆文庫 316
15.3 序列裝配 317
15.4 序列比較 318
15.4.1 數(shù)據(jù)庫和快速序列分析 318
15.4.2 對(duì)兩個(gè)序列的動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法 319
15.4.3 多重序列比對(duì) 320
15.5 概率和統(tǒng)計(jì) 320
15.5.1 序列比對(duì) 321
15.5.2 序列模式 322
15.6 RNA 二級(jí)結(jié)構(gòu) 322
15.7 樹和序列 323
參考文獻(xiàn) 324
附錄 問題解答和提示 335
索引 352
第1章 分子生物學(xué)一些知識(shí)
本章的目的是提供分子生物學(xué),物別是DNA和蛋白質(zhì)序列的一個(gè)簡單的導(dǎo)引。理想的是,讀者已學(xué)過分子生物學(xué)或分子化學(xué)入門教程,他們可直接讀第2章。入門教程通常超過1000頁,這里我們僅給出幾個(gè)基本點(diǎn)。為了啟發(fā),在后面的一些章節(jié)將介紹更多的生物學(xué)知識(shí)。
生物學(xué)最基本的問題之一是理解遺傳。在1865年,Mendel給出遺傳的抽象、本質(zhì)的數(shù)學(xué)模型,其中,遺傳的基本單位是基因。Mendel的工作一直被遺忘,直到1900年(20世紀(jì)初)才被拾起,并在數(shù)學(xué)上進(jìn)行了廣泛的研究,但仍不知道基因的本質(zhì)。僅僅在1944年才知道了基因由DNA構(gòu)成。1953年,James Watson和FrancisCrick提出了DNA現(xiàn)在著名的雙螺旋結(jié)構(gòu)。雙螺旋給出了一個(gè)DNA分子是怎樣被分開,并變成兩個(gè)同樣的DNA分子的物理模型。在他們的文章中出現(xiàn)了科學(xué)中最著名的一句話:“我們提出的特定的配對(duì)直接蘊(yùn)涵遺傳物質(zhì)可能的復(fù)制機(jī)制,這一點(diǎn)逃不出我們的注意”。復(fù)制機(jī)制是現(xiàn)代遺傳學(xué)的基礎(chǔ)。在Mendel模型中基因是抽象的,Watson和Crick模型則描述了基因本身,提供了對(duì)遺傳的深入理解。下面討論大分子的一般性質(zhì),包括怎樣由DNA生成RNA和蛋白。然后,更多地給出對(duì)這些性質(zhì)來說是基本的生物化學(xué)的某些細(xì)節(jié)。
……