计算分子生物学与基因组信息学PDF电子书下载

第一章 Internet网络信息资源和利用 1

一、Internet网络信息和资源 1

二、WWW浏览器和搜索引擎 3

三、MEDLINE数据库检索服务 6

四、网络出版物 7

五、OCLC联机计算机图书馆中心 8

六、电子论坛 9

七、分子生物信息学数据库和分析软件 13

7.1 序列库检索Web服务器 14

7.2 序列类似性分析等Web服务器 15

7.3 蛋白质三维结构分析Web服务器 18

7.4 序列检索E-mail服务器 20

7.5 序列类似性比较E-mail服务器 21

7.6 文件传输协议FTP服务器 22

7.7 Gopher服务器 23

附录：一些分子遗传学的基本概念 24

第二章 序列比较与功能信号检测 38

一、DNA与蛋白质序列的相似性分析 38

1.1 相似性得分与空位(Gap)罚分 38

1.2 基本动态规划算法 40

1.2.1 全局相似性 41

1.2.2 局部相似性 42

1.2.3 更一般的Gap罚分 43

1.3 k-best配准 43

1.4 多序列配准 44

1.5 近似的模式匹配 45

1.6 基因重组和序列内部重复问题 46

1.7 点矩阵作图与窗口过滤技术 46

1.7.1 简单点矩阵作图 46

1.7.2 窗口过滤技术 47

1.8 基因组长序列比较 48

1.9 相似性与差异性测度的对偶性 48

二、氨基酸指标与相似矩阵(突变矩阵) 49

1.10 相似性和同源 49

三、一个序列与数据库的比较 52

3.1 数据库搜索的算法工具 52

3.2 序列类似性的统计显著性 54

3.2.1 Monte Carlo仿真法 54

3.2.2 BLAST得分显著性的Karlin-Altschul公式 55

3.2.3 局部配准的统计显著性 56

3.2.4 短序列配准的显著性评价 57

3.2.5 核酸序列比较的显著性评价 57

3.3 算法的敏感性与准确度(选择性) 58

3.4 有空隔配准的BLAST程序与位置特异的迭代BLAST程序 59

3.4.1 有空隔配准的BLAST程序 60

3.4.2 BLAST对位置特异的分值矩阵的迭代应用 61

四、蛋白质序列对DNA数据库翻译的所有可能序列进行比较 63

五、蛋白质家族与蛋白质分类 67

5.1 蛋白质家族与超家族 67

5.2.1 Blocks分类方法 68

5.2 蛋白质分类的方法 68

5.2.2 加权特征标纹分类方法 70

5.2.3 标纹(motit)数据库的基准模式 70

5.2.4 Profile方法 71

六、分子进化钟与进化树 71

6.1 分子进化钟 72

6.2 进化树 73

6.2.1 序列进化树 73

6.2.2 转换/颠换比(TI/TV)估计 77

6.3 构建进化树的图论原理 78

6.4 结构进化树 80

6.5 mtDNA序列分析与歧异度 82

6.6 从DNA多态性模式重建祖先序列 85

七、蛋白质序列模式和序列结构域模式 86

7.1 基准序列(序列模式)：标纹、标志、指纹和位点 86

7.2 序列结构域与模式匹配方法 86

7.2.1 频率表方法 87

八、核酸的信号检索与结构预测 88

8.1 限制性酶切位点和固定序列模式检索 88

7.2.2 权值矩阵法：Profile分析 88

8.2 短寡聚核苷酸序列的随机出现机率 90

8.3 编码区DNA寡聚体出现频率 92

8.4 核酸序列的特殊信号检索 95

8.4.1 基准序列频率表和权值矩阵法 96

8.4.2 分析候选结合位点的ConsInspector程序 97

8.4.3 搜索基因组中特殊模式的PatScan程序 98

九、基因识别与翻译 100

9.1 开放阅读框架分析 100

9.2 编码区识别 100

9.2.1 碱基组成偏歧法 101

9.2.2 密码子使用法 101

9.2.3 密码子偏歧法 102

9.3 基因识别 102

9.3.1 GenLang基因识别 103

9.3.2 GRAIL基因识别 105

9.4 基因识别的一些相关程序 106

9.4.1 发现和屏蔽重复 107

9.4.2 序列相似性与标纹数据库搜索 107

9.4.3 整合的基因识别 109

9.4.4 序列片段的编码区分析 113

9.4.5 其它功能信号识别 114

9.5 编码序列翻译 115

十、RNA标纹识别和局部结构配准 116

10.1 信号搜索：概率方法 116

10.2 信号搜索：模式匹配方法 117

10.3 tRNA的二级结构预测 118

10.4 RNA序列的局部结构配准 119

十一、DNA序列分析软件包X-HUSAR 120

十二、蛋白质结构预测与分子设计 121

12.1 蛋白质结构预测 122

12.2 蛋白质二级结构预测 122

12.3 合理药物分子设计 124

1.1 核苷酸序列相关性的Markov熵分析 129

一、核苷酸序列的相关与信息学分析 129

第三章 基因组序列的统计与信息学分析 129

1.2 核苷酸序列的长程相关与非线性方法 130

1.3 长程互作对DNA的结构和可变性的作用 131

1.4 重复对熵的影响 132

1.5 编码片段的相互信息 133

1.6 DNA序列的模式结构 134

1.7 语言学复杂性测度 135

1.8 非编码区(“Junk”DNA)基因组序列 136

二、密码子指纹与密码子使用偏歧 138

2.1 单、双核苷酸的组对丰度和基因和组指纹 139

2.2 密码子频率和密码子指纹 139

2.3 基因间和基因类间的异质性 140

三、编码DNA片段的长度与GC含量 145

四、重叠基因的信息论问题 146

五、mtDNA的核苷酸组成偏歧(组成模式) 147

六、定向突变压力对mtDNA进化的影响 148

7.2 两个细菌基因组间或内部的聚类关系 150

7.1 基因组比较与基于功能组成的物种间的比较 150

七、功能相关基因在两个基因组间或内部的聚类关系 150

八、真核生物的基因表达调控(表达促进网络) 152

8.1 相对同义密码子使用值与密码子适应指数 152

8.2 信息聚类方法与自身一致信息聚类 153

8.3 碱基组成及相关性与基因表达的关系 154

九、基因与其产物间的完全互作网络 156

9.1 转录因子结合位点的出现概率 157

9.2 识别转录因子结合位点聚类的显著性 158

1.1 遗传图 161

第四章 人类基因组制图与测序 161

一、人类基因组制图 161

1.2 物理图 162

1.3 序列图 162

1.4 转录图(表达图)与cDNA文库构建 163

二、基因组遗传图的构建方法 164

2.1 检测连锁与估计重组率 164

2.2.1 图距与交叉干涉 166

2.2 估计相对图距和推测多位点顺序 166

2.2.2 推测多位点顺序 167

三、基因组物理图谱与测序 169

3.1 克隆与克隆库 170

3.2 随机克隆重叠构图 171

3.3 指纹方案的评价 172

3.4 锚定法作图 173

3.5 检测重叠的Bayes方法 173

3.5.1 重叠构型 174

3.5.2 重叠检测 175

3.6 由随机克隆的指纹法组装物理图 176

3.7 用YAC克隆构造人类基因组图谱的策略设计 176

3.8 采用高冗余度的亚克隆库 177

3.9 Contig图或克隆定序 178

3.10 直接作图法 179

3.11 有序鸟枪测序作图的仿真分析 179

3.12.1 定向测序法 180

3.12 大规模DNA测序 180

3.12.2 随机测序法 181

3.12.3 复合测序法 181

3.12.4 自动化DNA测序 182

3.13 寡聚核苷酸引物和探针设计程序 182

3.14 定位克隆的流水线鸟枪策略 184

3.15 放射杂交作图和FISH作图 186

一、复杂性状(疾病) 191

第五章 复杂性状连锁分析与定位克隆策略 191

1.1 复杂性状的特点 192

1.2 改善复杂性状遗传作图的一般途径 192

1.3 微卫星DNA标记与基因型测定 194

二、Iods连锁分析 195

2.1 遗传异质性 196

2.1.1 遗传异质性检验 197

2.1.2 多位点遗传异质性对连锁分析的影响 197

2.1.3 复杂疾病多位点系统分析 198

2.2 外显率未知时的连锁分析 199

2.1.4 家系内异质性 199

2.3 检验效能的仿真分析方法与实验设计 200

2.3.1 检验效能的仿真分析方法 200

2.3.2 实验设计 201

2.3.3 标记位点等位基因频率的影响 202

2.3.4 诊断阈值的影响 202

2.4 多模型分析与多重比较的检验效能与显著性水平 202

2.5 有关精神类疾病的几个问题 203

2.6 单子女家系与连锁不平衡 204

2.7 生物协变量 204

2.8 连锁分析程序 205

2.9 应用实例 207

三、等位基因共享连锁分析 209

3.1 血缘一致IBD法 210

3.1.1 受累同胞对IBD连锁分析与检验效能 210

3.1.2 单受累同胞对IBD连锁分析与检验效能 211

3.1.3 扩展的亲属对IBD连锁分析 212

3.1.4 在近亲婚配群体抽样 213

3.2 状态一致连锁分析法 214

3.2.1 受累同胞对状态一致IBS法 214

3.2.2 受累亲属对状态一致IBS法 214

3.2.3 使用未发病家系成员的标记信息的IBS法 216

3.2.4 X连锁位点上的受累亲属对状态一致IBS法 216

3.3 一组亲属共享IBD等位基因的连锁分析 217

3.4 分析两个连锁的易感位点的IBD方法 218

3.5 用ASP法分析与同一位点关联的两种疾病的关系 219

3.6 受累同胞(亲属)对法与lods连锁分析 219

3.7 多标记位点连锁分析的一般似然函数框架 221

3.8 结合参数与非参数分析的GENEHUNTER 222

3.9 区间作图法 225

3.10 使用体细胞组成杂合性丢失(LOH)数据 225

3.11 ASP法的检验效能与基因组扫查 226

3.12 应于GMS技术进行基因组描查 228

四、疾病关联与连锁不平衡分析 230

3.13 多位点定位策略的成本与效益 230

4.1 疾病与遗传标记关联的传统方法 231

4.1.1 列联表检验与Woolf相对风险 231

4.1.2 非随机婚配群体中的关联分析 232

4.1.3 疾病与高度多态性位点上的等位基因的关联性分析 233

4.1.4 单体型关联分析 234

4.2 基于家系资料的关联分析 234

4.2.1 单体型相对风险关联分析 234

4.2.2 传递/不平衡TDT检验 238

4.2.3 TDT关联与连锁分析及其扩展 239

4.3 关联与连锁分析的关系 242

4.4 核心家系构形描述和分析 246

4.5 基因组扫查由远缘相关亲属共享的IBD区域 248

4.6 在混合群体定位疾病位点 250

4.7 单体型构建分析 252

4.8 连锁不平衡作图 253

4.8.1 单体型频率与不平衡系数计算 255

4.8.2 连锁不平衡测度与简单不平衡作图 256

4.8.3 连锁不平衡测度与物理距离的关系 259

4.8.4 基于群体模型的连锁不平衡精细作图 259

4.8.5 用多个多态标记根据似然函数方法进行基因定位 265

4.8.6 连锁不平衡基因组等阶扫查分析 266

五、基困组扫查的统计显著性 267

六、数量性状的基因定位 268

6.1.1 一致与不一致同胞对的抽样策略与检测效能 269

6.1 同胞对等位基因共享方法 269

6.1.2 筛查抽样策略与优化实验设计 274

6.1.3 基因组扫查定位及位点与性状类型关系的筛查 276

6.2 lods连锁分析的效能 277

6.3 实验杂交与多基因性状包括QTLs作图 278

七、定位克隆与高精度基因定位 279

7.1 定位克隆与定位候选策略 279

7.2 高精度连锁定位实验分析 282

八、与基因作图和连锁分析有关的Internet网络资源 284

第六章 分子生物学数据库和分析软件 295

一、核苷酸序列与基因组数据库 296

1.1 GenBank数据库 296

1.2 EMBL核苷酸序列库与EBI网络服务 299

1.3 DDBJ数据库 300

1.4 密码子使用与核苷酸信号数据库 301

1.5 基因组序列数据库GSDB 304

1.6 人类基因组数据库GDB 305

1.7 几个模型生物基因组数据库MGD、ECDC、NRSub 307

1.8 基因组的图形交互显示和检索、浏览工具资源 308

1.9 基因表达索引数据库Genexpress Index 310

二、蛋白质序列与模式、同源性数据库 313

2.1 蛋白质序列数据库PIR-International 313

2.2 蛋白质序列数据库SWISS-PROT 314

2.3 Prosite、Blocks、PRINTS和SBASE数据库 316

2.4 MIPS蛋白质序列、同源数据和yeast基因组信息数据库 322

2.5 数据库中存在的问题 323

3.1 基因组特异的BLAST和FASTA序列搜索 325

三、基因组数据库搜索与相关基因比较识别 325

3.2 PEDANT基因组浏览器 326

3.3 识别人类cDNA与Drosophila基因产物的同源性的DRES搜索引擎 327

3.4 基因组比较交互参考数据库XREFdb 328

四、基因和分子的互作和调节通路信息数据库 329

4.1 基因和基因组百科全书数据库KEGG 329

4.2 E.coli K-12基因组和代谢通路数据库 330

4.3 E.coli基因及其产物的数据库GenProtEC 333

4.4 果蝇的遗传和分子数据的数据库FlyBase 334

五、RNA核苷酸序列数据库 335

六、线粒体DNA数据库MITOMAP与MmtDB 336

七、免疫球蛋白、T细胞受体、MHC的整合数据库IMGT 337

八、突变数据库 337

九、放射杂交作图数据库Rhdb 340

十、限制酶数据库REBASE与分子探针数据库MPDB 341

十一、蛋白质结构数据库 342

十二、其它遗传学与分子生物学资源 344