Предисловие редакторов русского издания ......................... 5

Предисловие ..................................................... 8

1. Введение .................................................... 15
  Сценарий ..................................................... 17
  Жизнь в пространстве и времени ............................... 18
  Догмы: основные и второстепенные ............................. 19
  Архивы данных и доступ к ним ................................. 22
    Курирование, аннотация и контроль качества ................. 25
  Всемирная Паутина (The World Wide Web) ....................... 26
    Что такое URL? ............................................. 28
    Электронные публикации ..................................... 29
  Компьютеры и компьютерные науки .............................. 29
    Программирование ........................................... 31
  Биологическая классификация и номенклатура ................... 34
  Использование последовательностей для определения
  филогенетических взаимосвязей ................................ 37
  Использование SINE и LINE для установления филогенетического
  родства ...................................................... 45
  Поиск схожих последовательностей в базах данных: PSI-BLAST ... 48
  Структуры белков. Введение ................................... 56
    Иерархия в белковой архитектуре ............................ 57
    Классификация белковых структур ............................ 59
  Предсказание структур белков и белковая инженерия ............ 61
    Критическая оценка предсказания структуры (CASP) ........... 68
    Белковая инженерия ......................................... 68
  Медицинские аспекты .......................................... 68
    Будущее .................................................... 71
  Упражнения, задачи и компьютерные задания .................... 73

2. Организация генома и эволюция ............................... 81
  Геномика и протеомика ........................................ 81
    Гены ....................................................... 82
    Белки ...................................................... 85
    Протеомы ................................................... 86
  Отслеживание передачи генетической информации ................ 89
    Соответствие между картами ................................. 91
    Генетические карты высокого разрешения ..................... 94
  Локализация генов в геноме ................................... 97
  Геномы прокариот ............................................. 98
    Геном бактерии Escherichia coli ............................ 98
    Геном архея Methanococcus jannaschii ...................... 102
    Геномы наиболее просто организованных организмов: Mycoplasma
    genitalium ................................................ 103
  Геномы эукариот ............................................. 104
    Геном Saccharomyces cerevisiae (пекарские дрожжи) ......... 108
    Геном Caenorhabditis elegans .............................. 110
    Геном Drosophila melanogaster ............................. 112
    Геном Arabidopsis thaliana ................................ 112
  Геном Homo sapiens (геном человека) ......................... 114
    Белок-кодирующие гены ..................................... 114
    Повторяющиеся последовательности .......................... 116
    РНК ....................................................... 117
  Однонуклеотидные полиморфизмы (SNP, СНП) .................... 118
  Генетическое разнообразие в антропологии .................... 120
    Генетическое разнообразие и идентификация личности ........ 121
    Генетический анализ одомашнивания крупного рогатого скота . 122
  Эволюция геномов ............................................ 123
    Пожалуйста, передайте гены: горизонтальный перенос генов .. 127
    Сравнительная геномика эукариот ........................... 128
  Упражнения, задачи и компьютерные задания ................... 131

3. Архивы и извлечение информации ............................. 135
  Введение .................................................... 136
    Оглавление базы данных и терминология поисковых систем .... 136
    Какие еще вопросы могут возникать ......................... 137
    Анализ полученных данных .................................. 138
  Архивы ...................................................... 138
    Базы данных последовательностей нуклеиновых кислот ........ 139
    Ген ингибитора бычьего панкреатического трипсина
    (последовательность ДНК из базы данных EMBL) .............. 140
    Геномные базы данных ...................................... 141
    Базы данных белковых последовательностей .................. 142
      Базы данных, близкие SWISS-PROT ......................... 144
      PIR и связанные с ним базы данных ....................... 144
    Базы данных структур ...................................... 146
      Индикаторы качества структуры ........................... 152
      Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) ........................ 153
      Классификации белковых структур ......................... 153
    Специализированные, или локальные, базы данных ............ 154
    Базы данных по экспрессии и протеомике .................... 155
    Банки данных метаболических путей ......................... 158
    Библиографические базы данных ............................. 159
    Обзоры баз данных и серверов по молекулярной биологии ..... 159
  Вход в архивы ............................................... 160
    Доступ к базам данных в молекулярной биологии ............. 161
      Как приобрести навык работы в молекулярной биологии через
      Интернет? ............................................... 161
    ENTREZ .................................................... 161
      Поиск по базе данных белков ENTREZ ...................... 162
      Поиск в банке данных нуклеотидных последовательностей
      ENTREZ .................................................. 162
      Поиск в банке данных геномов ENTREZ ..................... 166
      Поиск в банке данных структур ENTREZ .................... 166
      Поиск по библиографической базе данных PubMed ........... 168
      Интерактивный каталог "Менделевская (по Менделю)
      наследственность человека" (OMIM) ....................... 169
    Система поиска последовательностей (Sequence Retrieval System,
    SRS) ...................................................... 170
      Ресурс идентификации протеинов (Protein Identification
      Resource, PIR) .......................................... 173
      ExPASy-экспертная система анализа белков ................ 177
      Ресурс Ensembl .......................................... 178
    Куда мы отправимся дальше? ................................ 179
    Упражнения, задачи и компьютерные задания ................. 181

4. Выравнивания и филогенетические деревья .................... 184
  Выравнивание последовательностей. Введение .................. 184
  Точечная матрица сходства ................................... 185
  Точечные матрицы и выравнивание последовательностей ......... 192
  Мера сходства последовательностей ........................... 198
    Схемы оценки .............................................. 199
      Получение матриц замен .................................. 200
      Матрицы BLOSUM .......................................... 201
      Взвешивание вставок/делеций ............................. 201
  Расчет выравнивания для двух последовательностей ............ 203
    Вариации и обобщения ...................................... 204
    Приближенные методы для быстрого поиска в базах данных .... 204
  Алгоритм динамического программирования для построения
  оптимального парного выравнивания последовательностей ....... 205
  Значимость выравниваний ..................................... 211
  Множественное выравнивание последовательностей .............. 215
  Связь множественных выравниваний последовательностей и
  структур .................................................... 216
  Программы для поиска множественного выравнивания
  последовательностей по базам данных ......................... 218
    Профили ................................................... 219
    PSI-BLAST ................................................. 221
    Скрытые марковские модели (НММ) ........................... 224
  Филогения ................................................... 226
  Филогенетические деревья .................................... 231
    Методы кластеризации ...................................... 232
    Кладистические методы ..................................... 235
    Проблема переменной скорости эволюции ..................... 236
    Вычислительный анализ ..................................... 237
  Упражнения, задачи и компьютерные задания ................... 238

5. Структура белков и разработка лекарств ..................... 247
  Введение .................................................... 247
  Стабильность и сворачивание (фолдинг) белков ................ 249
    Графические представления по Сасисекхаран-Рамакришнан-
    Рамачандран для описания разрешенных конформаций основной
    цепи ...................................................... 249
    Боковые остатки ........................................... 252
    Стабильность и денатурация белков ......................... 253
    Сворачивание (фолдинг) белков ............................. 256
  Применения гидрофобности .................................... 258
  Совмещение структур и структурные выравнивания .............. 263
  Выравнивание матриц расстояний с помощью программы DALI ..... 266
  Эволюция белковых структур .................................. 267
  Классификация структур белков ............................... 270
    База данных SCOP .......................................... 270
  Предсказание и моделирование белковых структур .............. 271
    Критическая оценка предсказаний структуры (CASP) .......... 274
    Предсказание вторичной структуры .......................... 275
      Нейронные сети .......................................... 276
      Моделирование по гомологии .............................. 280
      Распознавание фолда ..................................... 283
      ЗБ-профили .............................................. 283
      Использование ЗБ-профилей для определения качества
      структур ................................................ 284
      Трединг ................................................. 285
    Распознавание фолда в CASP 2000 ........................... 286
    Вычисление конформационной энергии и молекулярная динамика  287
    Программа ROSETTA ......................................... 290
    Программа LINUS ........................................... 292
  Определение белковых структур в геномах ..................... 293
  Предсказание функции белка .................................. 296
    Дивергенция функций: ортологи и паралоги .................. 297
  Открытие и разработка лекарств .............................. 299
    Лидерное соединение (Лид) ................................. 300
      Уточнение лида: количественное соотношение
      структура-активность (QSAR) ............................. 302
    Компьютерный дизайн лекарств .............................. 304
  Упражнения, задачи и компьютерные задания ................... 309

Заключение .................................................... 314