生物大分子的数学描述及其应用

第0章绪论／1

0.1生物信息学产生的背景／1

0.2生物信息学的研究对象／4

0.2.1核酸／5

0.2.2蛋白质／7

0.2.3中心法则和遗传密码／8

0.3生物信息学的主要研究内容／11

0.3.1序列比较／11

0.3.2计算机辅助基因识别／14

0.3.3系统发育分析／17

0.3.4RNA和蛋白质的结构研究／18

0.4本书的主要内容／19

参考文献／21

第1章生物大分子的图形表示／33

1.1引言／33

1.1.1DNA序列的图形表示／34

1.1.2RNA二级结构的图形表示／40

1.1.3蛋白质序列的图形表示／42

1.2DNA序列的3－D图形表示／45

1.3DNA序列的2－D图形表／49

1.3.1特征序列／49

1.3.2基于特征序列的“双水平线”图／51

1.3.3基于特征序列的“梯状”图／53

1.4有向图表示／57

参考文献／58

第2章生物序列的数值刻画／65

2.1引言／65

2.2伪迹／68

2.3ALE－指标／75

2.3.1ALE－指标／75

2.3.2性质／77

2.3.3应用／81

2.4上三角矩阵表示／87

2.4.1序列不变量的相容性／87

2.4.2有向图及上三角矩阵的应用／89

2.5正规化相对熵／93

2.5.1定义／94

2.5.2应用／96

参考文献／100

第3章序列与结构的粗粒化描述／105

3.1DNA序列的逻辑表示／106

3.1.1逻辑表示同其他表示的比较／108

3.1.2逻辑序列的S／S矩阵及其压缩矩阵／111

3.2蛋白质序列的逻辑表示／115

3.2.1蛋白质序列的逻辑表／116

3.2.2应用／119

3.3基于5字母模型的蛋白质序列的图形表示及应用／122

3.3.1氨基酸的5－字母模型／123

3.3.2蛋白质序列的2－D图形表／124

3.3.3蛋白质序列的数值刻画／125

3.3.4冠状病毒的系统发育分析／128

3.4LZ复杂度及应用／131

3.4.1有限序列的LZ复杂度／131

3.4.2基于LZ复杂度的RNA二级结构相似性分析／134

3.4.3广义LZ复杂度及应用／137

参考文献／143

第4章蛋白质编码基因识别／151

4.1引言／151

4.2DNA序列基于正规化相对熵的数值刻画／154

4.3Fisher线性判别法／155

4.4算法的评估／157

4.4.1敏感度、特异性和准确度的定义／157

4.4.2算法的评估／159

4.5识别酿酒酵母基因组2－6类中的基因／162

参考文献／167

结语／172

　　建立生物学数据以及各种数据间复杂关系的数学模型，然后在此基础上分析和解释相应生物学意义，进而探索其固有的生物学规律并研究相关生物信息学问题，这是本书的特色之处。本书是在编者实际从事的课题基础上形成的，从这个意义上讲，本书可以说是一份工作汇报。本书主要内容包括：生物大分子的图形表示；生物序列的数值刻画；序列与结构的粗粒化描述；蛋白质编码基因识别等。