生物信息学

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出版者:人民卫生
作者:李霞
出品人:
页数:478
译者:
出版时间:2010-8
价格:90.00元
装帧:
isbn号码:9787117129381
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

《全国高等学校教材•生物信息学(供8年制及7年制临床医学等专业用)(附光盘)》是在国内资深生物学家与医学专家的倡导下,经全国高等医药教材建设研究会、卫生部教材办公室组织有关专家反复论证后决定组织编写的。由李霞主编,在教材的具体筹备和编写过程中,全国高等医药教材建设研究会、卫生部教材办公室先后组织三次会议进行研讨。《生物信息学(附盘)》正是根据这些会议精神及专家的指导意见组织全国十余所大学的一线教师和学者共同努力编写而成的。

《全国高等学校教材•生物信息学(供8年制及7年制临床医学等专业用)(附光盘)》共分为三篇十六章。第一篇生物信息学基础;第二篇功能基因组信息学;第三篇生物信息学与人类复杂疾病。

基因组的史诗:从序列到生命蓝图的探索 一、 宏大叙事:生命信息的解码之旅 本书旨在带领读者穿越时空,深入生命最核心的领域——分子生物学与计算科学的交汇点。我们不关注生物信息学这一特定学科的工具箱,而是聚焦于生命本身所蕴含的、跨越亿万年演化积累下来的信息结构与动态过程。 本书将从细胞的诞生与复杂性这一宏大视角切入,而非聚焦于数据处理的流程或算法的实现。我们将探讨生命如何从简单的化学反应中涌现出自我复制和进化的能力,以及这种能力的物质基础——核酸与蛋白质的物理化学特性如何决定了信息的编码与传递。 第一部分将构建一个坚实的生物学基础框架。我们将详细解析中心法则的各个环节,但侧重点在于其物理限制与热力学驱动力。例如,DNA双螺旋的稳定性如何受到碱基堆积力、范德华力和氢键网络的影响;RNA的折叠结构如何决定了其在代谢调控中的多样性功能。我们不会详述序列比对的原理,而是深入探讨生命体如何通过自催化循环实现对外界环境的响应与适应。 二、 蛋白质的形貌与功能:折叠的艺术与分子机器 蛋白质,作为生命的执行者,其功能与其三维结构息息相关。本书将花费大量篇幅探讨蛋白质折叠的能量景观。我们将模拟蛋白质从无序的氨基酸链到精确功能构象的转变过程,着重分析折叠中间态的稳定性、伴侣蛋白(Chaperones)在维持细胞稳态中的作用,以及错误折叠如何导致神经退行性疾病的分子机制。 我们不会讨论如何使用软件预测二级结构,而是从物理化学角度剖析α螺旋和β折叠的形成机制,深入到残基间相互作用的能量学计算(不涉及具体软件的操作)。关键在于理解:结构是如何在动态的细胞环境中被维持和重塑的? 此外,本书将全面介绍酶促反应的动力学原理。我们将阐述迈克尔斯-米门蒂斯方程背后的分子构象变化,以及如何通过调节活性位点的电荷分布和溶剂环境来实现对反应速率的精妙控制。这部分内容旨在培养读者对生物催化效率的深刻理解,而非学习如何分析酶活数据。 三、 基因组的演化图景:时间的尺度与遗传的漂移 我们将把时间尺度拉长,审视整个生命网络的演化历史。这不是关于基因组测序技术的进步,而是关于生命如何在数十亿年的时间里,通过基因复制、丢失、水平转移和基因组重排来构建其复杂性。 我们将深入探讨非编码区域(“暗物质”)的功能假说。这些区域并非“垃圾”,而是承载着重要的组织特异性、发育时间调控和染色质结构维持的信号。我们将分析染色质在细胞核内的空间排布如何影响基因的可及性,以及染色质高级结构(如TADs和圈)的形成机制,这些结构决定了远端调控元件如何与靶基因进行有效的“远距离通信”。 在遗传变异方面,我们关注的焦点是突变的生物学后果。无论是点突变、插入缺失,还是大的结构变异,它们如何影响蛋白质的功能、种群的适应度,以及物种间形态差异的起源。我们将通过经典的进化案例,如血红蛋白的适应性演化或病毒的快速变异,来阐释分子事件如何驱动宏观的生物学变化。 四、 信号的传递与细胞间的对话:信息的编码与解码 细胞并非孤立的实体,它们通过复杂的分子信号网络进行实时交流。本书将详细解析信号转导通路的拓扑结构和动态特性。我们关注的是信号是如何被放大、整合和消散的。 例如,G蛋白偶联受体(GPCRs)如何通过构象激活下游效应分子;激酶瀑布(Kinase Cascades)如何实现信号的指数级放大,以及磷酸酶如何确保信号的精确关闭,防止细胞失控。我们将探讨系统生物学中关于反馈回路和振荡器的理论模型,以理解细胞周期调控和应激反应的稳态维持机制。 此外,我们将探讨细胞骨架在信号传导中的作用。肌动蛋白和微管网络不仅是细胞的“骨架”,更是分子马达运输货物的轨道,以及信息分子锚定的平台。它们如何感知外部机械力并将其转化为生化信号,是理解组织发育和免疫反应的关键。 五、 聚焦未来:物质基础与生命哲学 在本书的最后,我们将超越现存的生命体系,探讨生命起源的化学基础。我们追溯到地球早期,探讨氨基酸、核苷酸前体在原始环境中的形成,以及最早的自我复制分子(Pre-RNA世界)是如何克服热力学障碍,建立起第一个稳定信息系统的。这部分内容旨在激发对“生命是什么”这一根本问题的哲学思考,着眼于构建理论和实验相结合的生命起源模型。 总之,本书是一部关于生命信息学本质的深度探讨,它聚焦于分子机制、演化动力学和系统整合,而非技术应用。读者将获得对生命现象背后的物理、化学和信息学原理的全面且细致的理解。

作者简介

目录信息

绪论 第一节 生物信息学的兴起 一、人类基因组计划 二、生物信息学与组学 第二节 生物信息学在生命科学中的地位及意义 一、生物信息学内涵 二、生物信息学在现代生物医学发展中起着重要作用第一篇 生物信息学基础第一章 DNA、RNA和蛋白质序列信息姿源 第一节 引言 第二节 核酸序列数据库 一、GenBank数据库 二、EMBL数据库 三、DDBJ数据库 四、其他数据库 第三节 蛋白质序列数据库 一、PIR数据库 二、MIPS数据库 三、其他数据库 第四节 NCBI与EMBL-EBI 一、NCBI简介 二、EMBL-EBI简介 三、通过Entrez Gerle从NCBI获取序列信息 四、通过SRS从EBI中获取蛋白质序列信息 小结第二章 双序列比对 第一节 引言 一、同源、相似与相同 二、相似性的定量描述 三、空格 第二节 替换记分矩阵 一、通过点矩阵对序列比较进行记分 二、DNA序列比对的替换计分矩阵 三、蛋白质序列比对的替换记分矩阵 第三节 双序列比对算法 一、全局比对的经典算法 二、局部比对的经典算法 第四节 数据库搜索 一、BLAST 二、数据库搜索实例 第五节 比对的统计学显著性 一、全局比对的统计学显著性 二、数据库搜索的统计学显著性 第六节 参数的选择 一、空格罚分参数 二、BLAST的参数 三、如何处理太多与太少的数据库搜索返回 小结 ……第三章 多序列比对第四章 序列特征分析第五章 分子进化分析第六章 表达序列分析第七章 基因芯片数据分析第二篇 功能基因组信息学第八章 基因注释与功能分类第九章 蛋白质分析与蛋白质组学第十章 蛋白质结构分析第十一章 转录调控的信息学分析第十二章 生物分子网络第十三章 计算表观遗传学第三篇 生物信息学与人类复杂疾病第十四章 人类复杂疾病与计算机系统生物学第十五章 单核苷酸多态与人类疾病第十六章 miRNA与复杂疾病中英文对照索引英中文对照索引附录 药物生物信息学
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读后感

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用户评价

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这本书对生物信息学领域各个分支的梳理非常清晰,我从未见过如此系统且全面的介绍。从早期的序列比对,到如今的基因组学、转录组学、蛋白质组学,再到更前沿的系统生物学和计算生物学,作者几乎涵盖了该领域的所有重要方面。令我印象深刻的是,作者在介绍每个分支时,都能够很好地解释其核心概念、常用技术以及在不同生物学研究中的应用。例如,在讲解基因组学时,它不仅介绍了基因组测序的原理,还详细阐述了基因组组装、基因注释、变异检测等关键步骤,以及这些技术如何帮助我们理解物种的进化、疾病的发生等。更难得的是,作者在讲解过程中,能够有效地将不同的分支联系起来,让我看到生物信息学作为一个整体的逻辑性和发展脉络。比如,它会解释转录组学数据如何用于验证基因组注释的准确性,蛋白质组学数据又如何帮助我们理解基因的表达调控。这种“融会贯通”的讲解方式,让我对整个生物信息学领域有了更宏观、更深刻的认识,也让我能够更好地理解不同技术之间的相互作用和协同效应。

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这本书的案例分析做得非常出色,让我能够将书本上的理论知识与实际应用紧密结合起来。作者选取了生物信息学在各个研究领域的经典案例,并对其进行了详细的解读。例如,在讲解蛋白质结构预测时,它详细分析了AlphaFold的突破性进展,并解释了其背后的算法原理和训练过程。我通过这些案例,不仅理解了各种生物信息学方法的具体应用,更重要的是,我看到了这些方法如何帮助科学家解决实际的生物学难题,如何推动了科学研究的进步。更让我惊喜的是,书中还涉及了一些伦理和社会问题,例如基因数据的隐私保护、人工智能在生物医药领域的应用前景等。这些讨论让我对生物信息学有了更全面的认识,也引发了我对科学发展和社会责任的思考。这本书不仅仅是一本技术指南,它更像是一面镜子,让我看到生物信息学这个领域的光明与挑战,以及它对人类未来的深远影响。我从中学到的不仅仅是技术,更是一种对科学的敬畏和对未来的憧憬。

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这本书的深度和广度都让我印象深刻。它并没有仅仅停留在对基础概念的解释,而是深入到生物信息学研究的各个前沿领域。从宏基因组学在微生物生态学中的应用,到单细胞测序技术在癌症研究中的突破,再到机器学习算法在药物发现中的潜力,每一个主题都得到了详尽而深入的探讨。我尤其对书中关于“大数据”在生命科学中的应用部分非常感兴趣。作者详细地介绍了如何处理和分析海量的基因组、转录组、蛋白质组数据,以及如何从中挖掘出有价值的生物学信息。这些内容对于我这样渴望了解前沿科研动态的读者来说,简直是如获至宝。更重要的是,这本书在提供前沿知识的同时,还强调了科学的严谨性和批判性思维。作者在介绍不同的方法和技术时,都会提及它们的优缺点和适用范围,鼓励读者不要盲目接受,而是要学会独立思考和评估。这种引导性的写作风格,让我受益匪浅。我感觉自己不仅仅是在学习生物信息学知识,更是在学习如何进行科学研究,如何从海量数据中提炼出有意义的见解。这本书就像是一扇窗,让我窥见了生命科学研究的无限可能。

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这本书的写作风格非常独特,它不是一本冷冰冰的技术手册,而是更像一本引人入胜的科普读物,但同时又保持了科学的严谨性。作者的文字功底非常深厚,他能够用非常生动形象的比喻来解释复杂的生物信息学概念。比如,在描述DNA序列比对的算法时,他会将其比作在图书馆里寻找一本特定的书,而序列的每一个碱基就像是书中的一个字母。这种贴切的比喻,让我即使是第一次接触这些概念,也能立刻明白其中的原理。此外,书中还穿插了许多作者个人的思考和感悟,以及他与同行之间的交流片段,这使得整本书读起来非常有人情味,也让我感受到了生物信息学研究者们的热情和创造力。我特别喜欢书中关于“数据挖掘”的章节,作者详细地介绍了如何从公共数据库中获取有用的数据,以及如何利用各种工具进行探索性分析,发现新的生物学规律。这些内容对于我这样想要独立进行科研探索的读者来说,简直是“及时雨”。这本书让我看到了科学研究的魅力,不仅仅是知识的传递,更是一种思想的碰撞和智慧的火花。

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这本书的实用性是我最看重的一点。虽然我并非专业的生物信息学研究人员,但我一直对如何利用计算工具解决生物学问题充满好奇。这本书恰好满足了我的需求。它不仅解释了各种生物信息学分析方法的原理,更重要的是,它提供了大量实际操作的指导。例如,在介绍命令行工具时,作者并没有回避其复杂性,而是循序渐进地讲解了常用的命令和参数,并给出了清晰的示例。这让我感觉,即使是之前对命令行一窍不通的我,也能在书的引导下,一步步上手操作。书中还穿插了许多“小贴士”和“技巧”,这些都是作者在多年实践中总结出来的宝贵经验,能够帮助读者更高效地完成分析任务。我特别喜欢其中关于如何进行质量控制和数据预处理的部分,这直接关系到后续分析的准确性,作者的讲解非常细致,让我能够避免很多常见的错误。通过这本书,我不仅学会了如何使用一些常用的生物信息学软件,更重要的是,我掌握了一套分析问题的思路和方法。这让我对接下来的学习和工作充满了信心,感觉自己拥有了解决实际生物学问题的“利器”。

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这本书的叙事方式实在是太棒了,我从未想过一本关于生物信息学的书能写得如此富有文学性。作者并非简单地罗列知识点,而是将复杂的概念融入到生动的案例研究中,让读者在不知不觉中就掌握了核心原理。比如,在讲解基因组注释部分,作者并没有直接给出晦涩的术语定义,而是从一个科学家如何“寻找”基因的故事讲起,循序渐进地展示了注释的重要性以及常用的方法。这种“讲故事”的方式,极大地降低了理解门槛,也让整个学习过程充满了乐趣。我特别欣赏作者对数据可视化呈现的注重。书中大量的图表和模型,不仅仅是为了美观,更是为了清晰地传达信息。那些关于蛋白质三维结构的渲染图,色彩斑斓,栩栩如生,让我对这些肉眼看不见的分子有了直观的认识。此外,作者还很巧妙地融入了一些历史典故和人物传记,讲述了生物信息学领域一些关键的发现和里程碑事件,这不仅增加了书籍的趣味性,也让我对这个学科的发展脉络有了更深的理解。读这本书,就像是在和一位知识渊博且风趣幽默的导师对话,他能将最复杂的科学问题用最简单易懂的方式呈现出来,并且总能点燃我对知识的渴望。

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这本书带给我的启发远不止于知识的获取,更在于思维方式的转变。作者在书中反复强调了“数据驱动”的研究范式,以及如何从海量数据中提取有意义的生物学洞察。我一直以来对实验生物学有着浓厚的兴趣,但常常苦于数据分析能力不足,难以深入挖掘实验结果的潜力。这本书让我看到了计算思维在解决生物学问题中的巨大价值。它教会我如何将生物学问题转化为计算问题,如何选择合适的算法和工具来解决这些问题,以及如何 interpretar 计算结果并将其与生物学背景相结合。我尤其欣赏作者对“模型构建”的介绍,无论是基因调控网络的建模,还是蛋白质相互作用网络的分析,都让我看到了通过数学和计算方法来理解复杂生物系统的可能性。这本书不仅仅是关于技术,更是关于如何用一种全新的视角去看待生物学研究。它让我意识到,在当今大数据时代,缺乏计算和数据分析能力,就如同失去了探索生命奥秘的“金钥匙”。我迫不及待地想将书中所学到的知识应用到我自己的研究中,去尝试用数据说话,去发现那些隐藏在实验结果背后的规律。

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这本书给我带来了太多的惊喜,远远超出了我对“生物信息学”这个词的最初认知。我原以为它会是一本充斥着晦涩难懂的算法和代码的手册,读起来一定会枯燥乏味。然而,作者以一种极其生动有趣的方式,将这个看似高冷的学科展现在我面前。从基因测序技术的演进,到蛋白质结构的预测,再到复杂疾病的分子机制解析,每一个章节都像在讲述一个引人入胜的故事。我尤其喜欢作者在描述DNA序列比对时,用到的形象比喻,仿佛我真的能看到两条长长的“生命密码”在屏幕上跳跃、匹配。更让我着迷的是,这本书并没有止步于理论的介绍,而是深入探讨了生物信息学如何在现实世界中发挥巨大作用。例如,它如何帮助我们理解癌症的发生发展,如何指导新药的研发,甚至是如何追踪传染病的传播路径。我曾对那些冷冰冰的数据感到无从下手,但这本书让我明白,这些数据背后蕴藏着的是生命的奥秘,是解决人类健康难题的关键。它教会我如何运用工具去解读这些数据,如何从海量的信息中提取有价值的知识。每一次翻阅,都能发现新的闪光点,都能激发我进一步探索的欲望。这本书不仅是一本技术指南,更是一次对生命科学前沿的奇妙旅行,让我对未来充满了无限的期待。

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这本书在内容的组织上非常有条理,让我能够清晰地把握生物信息学的发展脉络和核心技术。从基础的生物分子序列和结构,到复杂的基因组学、转录组学、蛋白质组学,再到系统生物学和计算生物学,每一部分都过渡自然,层层递进。我特别欣赏作者在介绍每一种技术或方法时,都会先简要回顾其发展历程,再详细阐述其原理和应用。这种“追根溯源”的方式,让我能够更深刻地理解这些技术是如何演变而来,以及它们各自的优势和局限性。书中还包含了许多“小结”和“复习”环节,帮助我巩固所学的知识,也让我能够更好地识别各个知识点之间的联系。我感觉自己不仅仅是在学习生物信息学,更是在学习如何构建一个完整的知识体系。这本书为我打下了坚实的基础,也激发了我进一步深入学习的动力。我确信,这本书将成为我未来在生物信息学领域探索的宝贵财富。

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这本书带给我的最大收获是它极大地拓展了我对生命科学的理解边界。我原以为生物信息学只是一个相对小众的领域,但读完这本书,我才意识到它已经渗透到生命科学研究的方方面面,并且正在以前所未有的速度改变着我们认识生命的方式。从疾病的诊断和治疗,到农业育种,再到环境保护,生物信息学都扮演着至关重要的角色。作者在书中列举了大量生动的例子,让我看到了生物信息学如何帮助我们驯化更健康的作物,如何预测和应对气候变化对生物多样性的影响,甚至是如何通过基因编辑技术来治疗遗传性疾病。这些案例不仅让我对生物信息学的应用前景感到兴奋,更让我看到了科学技术如何能够真正造福人类。这本书让我认识到,生命科学的发展已经不再是单纯的实验和观察,而是需要跨学科的知识和计算思维的融合。它让我对未来充满了希望,也让我更加坚信,生物信息学将是解决人类面临的重大挑战的关键力量之一。

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看来真是符合老师的趋势啊总是重点那些工具底层的倒是太浅了(不过是给临床用的诶(想起上次听报告的时候。。。

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