Introduction
to bioinformatics
生物信息学入门
编 者：Arthur
M. Lesk
出 版 社：Oxford
university press
索 书 号：Q811.4/L629(4)/2014/Y
藏书地点：武大外教中心
生物信息学是研究生物信息的采集、处理、存储、传播，分析和解释等各方面的学科，也是随着生命科学和计算机科学的迅猛发展，生命科学和计算机科学相结合形成的一门新学科。它通过综合利用生物学，计算机科学和信息技术而揭示大量而复杂的生物数据所赋有的生物学奥秘。具体而言，生物信息学作为一门新的学科领域，它是把基因组DNA序列信息分析作为源头，在获得蛋白质编码区的信息后进行蛋白质空间结构模拟和预测，然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。基因组信息学，蛋白质空间结构模拟以及药物设计构成了生物信息学的3个重要组成部分。从生物信息学研究的具体内容上看，生物信息学应包括这3个主要部分：⑴新算法和统计学方法研究；⑵各类数据的分析和解释；⑶研制有效利用和管理数据新工具。生物信息学基本上只是分子生物学与信息技术（尤其是因特网技术）的结合体。生物信息学的研究材料和结果就是各种各样的生物学数据，其研究工具是计算机，研究方法包括对生物学数据的搜索（收集和筛选）、处理（编辑、整理、管理和显示）及利用（计算、模拟）。1990年代以来，伴随着各种基因组测序计划的展开和分子结构测定技术的突破和Internet的普及，数以百计的生物学数据库如雨后春笋般迅速出现和成长。对生物信息学工作者提出了严峻的挑战：数以亿计的ACGT序列中包涵着什么信息？基因组中的这些信息怎样控制有机体的发育？基因组本身又是怎样进化的？生物信息学的另一个挑战是从蛋白质的氨基酸序列预测蛋白质结构。这个难题已困扰理论生物学家达半个多世纪，如今找到问题答案要求正变得日益迫切。诺贝尔奖获得者W. Gilbert在1991年曾经指出：“传统生物学解决问题的方式是实验的。现在，基于全部基因都将知晓，并以电子可操作的方式驻留在数据库中，新的生物学研究模式的出发点应是理论的。一个科学家将从理论推测出发，然后再回到实验中去，追踪或验证这些理论假设”。生物信息学的主要研究方向：基因组学 - 蛋白质组学 - 系统生物学 - 比较基因组学，1989年在美国举办生物化学系统论与生物数学的计算机模型国际会议，生物信息学发展到了计算生物学、计算系统生物学的时代。生物信息学产业的高级阶段体现于此，人类从此进入了以生物信息学为中心的后基因组时代。结合生物信息学的新药创新工程即是这一阶段的典型应用。
本书共由九章内容组成。第一章是本书的绪论部分，在本章中，时间和空间中的生命、进化、万维网、电子出版、计算机和计算机科学等生物信息学发展的基础都得到了详细的阐述。第二章介绍的是基因组组成和进化，基因组、转录组和蛋白质组，高分辨率图谱、基因组水平上的研究、原核生物的基因组、真核生物的基因组等内容都涵盖其中。作者在第三章阐述的是科学出版物及档案——媒体、内容及途径，包括科学文献、支配学术出版使用权的经济因素、传统图书馆和电子图书馆、信息爆炸、数据库等多个方面的内容。第四章对档案及信息检索进行了详细的描述，包括数据库索引及搜索条目的具体化、档案、档案的通道等。第五章的主题是比对及系统进化树，序列比对的简介、点状图、点状图和序列比对、序列相似性的计算、两条序列的比对、多重序列比对等内容都涵盖其中。作者在第六章介绍给读者的是结构生物信息学和药物发现，包括蛋白质稳定性和折叠、疏水性的应用、结构叠加及结构比对、蛋白质结构的进化、蛋白质结构预测及建模等多个方面。第七章对系统生物学进行了简要的介绍，网络和图形、动力学、稳定性和稳健性等内容都涵盖其中。第八章对代谢通路进行了详细的描述，包括蛋白质功能的分类、酶催化、活性位点、酶效力的测量、蛋白质如何进化出新功能、代谢通路数据库、代谢通路的进化和系统发生等多个方面。第九章的主题是基因表达和调控，DNA芯片、质谱、蛋白质相互作用网络、调控网络等内容都涵盖其中。
生物学技术往往生成大量的嘈杂数据。与数据挖掘类似，生物信息学利用数学工具从大量数据中提取有用的生物学信息。生物信息学知识的学习对如何高效的获取和分析生物学数据至关重要。本书作者共用九章内容，对基因组组成和进化、比对及系统进化树、结构生物信息学、基因表达及调控等多个方面进行了详细的描述。本书较适合生命科学及相关医药农林专业的学生和教师阅读参考。
本书目录
第一版前言
第二版前言
第三版前言
第四版前言
本书计划
网络上的生物信息学入门
致谢
第一章
绪论
第二章
基因组组成和进化
第三章
科学出版物及档案：媒体、内容及途径
第四章
档案及信息检索
第五章
比对及系统进化树
第六章
结构生物信息学和药物发现
第七章
系统生物学入门
第八章
代谢通路
第九章
基因表达及调控
结语
索引
（郑银珍）