醫學生物資訊學

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圖:232
表:16

簡介:
二十一世紀的來臨，生物科技的迅速發展，相關資料、資源在數量上呈爆炸性的增加，迫使人們利用各種強有力的工具去組織這些資訊，以達到更有效的利用。本書詳盡地介紹既有的工具和資料庫，包括應用軟體、網際網路資源、資料庫上傳DNA序列和進行序列分析，以及利用核酸序列與蛋白質序列進行預測的方法等，讓讀者能在廣大的資訊中，迅速找到所需要的資源，對相關領域的研究學者是不可或缺的參考用書。

前言:
醫學生物資訊學是一門嶄新的學科，它利用現代計算技術對基因組測序、蛋白質序列測定結構解析等實驗獲得的有關生物分子的原始資料進行收集、整理、管理；對資料進行對比、分析，建立計算模型，進行仿真、預測與驗證，根據生物分子在基因表達調控中的作用研究生物結構、功能的相關資訊，描述人類疾病的診斷、治療的內在規律。人類基因組計畫一旦完成後，科學家們將研究的重點從基因組測序轉向對基因組表達的分析，轉向對蛋白質組結構與功能的預測。除了單一基因及其所表達的蛋白質的功能之外，多個基因、多種蛋白質相互作用更是人們感興趣的課題。在生物學界，尤其是在醫學領域，要想對基因及其所翻譯的蛋白質進行分析與預測，需要物理學、計算科學、系統科學、控制科學、資訊科學與生物學的多學科科學家共同來完成。
二十世紀末，生物科學技術的迅速發展，生物科學的資料資源在質量上發生了許多突破性的進展，數量上極大地豐富了，資料資源爆炸性的發展，迫切要求一種強有力的工具去組織他們，以利於對已知生物學知識的儲存和進一步加工利用。大量多樣化的生物學資料資源中蘊含著大量重要的生物學規律，這些規律是我們解決許多生命之謎的關鍵，然而繼續沿用傳統手段以人腦來分析如此龐雜的資料是很難完成的。尤其在生物醫學領域，各學科的研究已經深入到了分子生物學水平，科學家們迫切需要利用生物資訊學的方法分析基因的組織結構、複製、轉錄和翻譯以及基因表達的調控規律，基因組與染色體定位，基因產物的一級結構、信號序列、二級結構、三級結構、四級結構，底物產物與輔助因子、該分子在代謝通路中所處的位置，該分子的亞細胞定位、細胞類型與組織分佈，物種特異性，結構異常與疾病相關性，分子的命名及相關文獻資訊。越來越明顯，生物資訊學的發展已經對我們瞭解生命，瞭解人類自身，對於醫藥，保健，農業等起了極大的作用。
本書初版原於2002年11月已經在大陸出版發行，作者在臺灣朋友魏誠佑醫師的倡議下，將該書作了大幅修改後在臺灣出版發行。《醫學生物資訊學》共有十一章，尤其在第八章詳盡介紹了生物資訊學中與生物醫學有關多種應用軟體的操作方法。我們在考慮基礎性和系統性的同時，更加重視可操作性，介紹了已有典型的工具和資料庫，包括應用軟體、網際網路資源、向資料庫上傳DNA序列以及進行序列分析和利用核酸序列與蛋白質序列進行預測的方法，使讀者可借助這本工具書步入此一以嶄新的、有待開發的、頗具科學魅力的—生物資訊學殿堂。

趙雨傑　教授

目錄:
緒論　1
生物資訊學的研究內容 2
生物資訊分析的技術與方法研究 6

第一章　Internet 基礎與生物醫學文獻檢索 9
第一節 Internet基礎　9
第二節 Internet網上生物醫學文獻檢索　17

第二章　Internet網上生物資訊學資源 39
第一節 生物資訊學重要網站　39
第二節 生物分子序列核心資料庫　44

第三章　序列比對和資料庫搜索 61
概述　61
第一節 序列比對和資料庫搜索　62
第二節 BLAST程式簡介　63
第三節 同源性分析　68
第四節 PSI-BLAST程式簡介　72
第五節 多序列比較　72
第六節 低複雜度區域　73
第七節 重複元件　74

第四章　多序列比較的實際應用 77
第一節 漸進比較方法　78
第二節 基序比較　83

第五章　利用核酸序列的預測方法 87
第一節 簡介　88
第二節 遮蔽重複序列　90
第三節 DNA翻譯　93
第四節 資料庫搜索　95
第五節 探測DNA中的功能性位點　95
第六節 複合基因分析程式　100
第七節 搜尋tRNA基因　108

第六章　利用蛋白質序列進行預測的方法 113
第一節 概述　113
第二節 蛋白質辨識　115
第三節 對序列的物理性質進行計算　119
第四節 二級結構和折疊類型　121
第五節 特殊結構或特徵結構　128
第六節 三級結構的預測　134

第七章　系統發育分析與分子進化 139
第一節 分子演化鐘與中性理論　139
第二節 進化樹　141一、序列進化樹　142
第三節 結構進化樹　144
第四節 相關軟體介紹　145

第八章　醫學生物資訊學應用導航 157
第一節 在網上獲得更多的序列資訊　157
一、在資料庫中查詢序列資訊　157
二、序列的同源性搜索　158
三、蛋白家族相關性探索　158
四、讓internet為你工作　159
五、從序列到結構　159
第二節 實用生物資訊學軟體介紹　160
一、實驗準備階段　160
二、實驗實施階段　165
三、實驗結果輸出階段　200

第九章　基因組序列資訊分析 203
第一節 物理圖譜的類型　204
第二節 大型公用資料庫中的基因組圖譜　205
第三節 鼠類圖譜來源　220
第四節 基因組序列分析工具　221第五節 人類和鼠類公共物理圖譜資料庫的使用　225第六節 功能基因組相關資訊分析　225

第十章　上傳基因序列到資料庫 235第一節 上傳到哪兒　236第二節 上傳什麼內容　236第三節 如何上傳到網際網路　239第四節 如何用Sequin上傳　242第五節 基因組中心　256第六節 更新　257第七節 結論性的評價　258

第十一章　生物資訊學與基因晶片 261第一節 概述　261

第二節 基因晶片設計　270第三節 基於晶片的序列分析　274第四節 基於晶片的基因功能分析　278
第五節 基因晶片檢測結果的分析　280
第六節 基因晶片資訊的管理和利用　281

附錄1：各種序列分析應用網上資源　287
附錄2：分子生物學軟體　293