생물정보학 입문

1 서론 1
공간과 시간 속의 생명 3
표현형 = 유전자형 + 환경 + 생활사 + 후생유전학 3
진화는 생물의 세계에서 시간이 지남에 따라 변화하는 것이다 4
생물학적 분류 및 명명법 5
도그마(원리): 중심원리와 주변원리 8
정적 및 역학 16
인간 게놈 18
분자생물학의 데이터베이스 27
월드 와이드 웹 32
컴퓨터 및 컴퓨터 과학 33
Apres moi, le deluge? 너무 늦어서 죄송합니다! 38
연습문제 41

2 유전학에서 게놈까지 43
고전 유전학의 배경 43
유전자 지도와 해석 45
DNA 서열 결정 51
차세대 염기서열 결정 55
조립─컴퓨터적 측면 62
문자열 조립 64
개인 식별에서의 게놈학 67
윤리, 법률 및 사회적 문제 74
연습문제 75

3 인생의 전경 77
게놈, 전사체 및 단백체 77
유전 정보 전달 과정의 이해 81
게놈 서열 결정 프로젝트 81
원핵생물의 유전체 82
메타게노믹스: 일관된 환경 시료로부터 유전체 수집 87
진핵생물 게놈 90
사람 게놈 96
인류학에서 유전적 다양성 102
게놈의 진화 104
진핵생물의 비교유전체학 107
연습문제 108

4 서열 정렬 및 계통도 109
서열 정렬 개요 109
점도표와 서열 정렬 115
서열 유사성 측정 117
두 서열의 정렬 계산 120
최적의 짝간 서열 정렬을 위한 역동연산법 122
정렬의 중요성 126
다중 서열 정렬 128
데이터베이스 검색을 위한 다중 서열 정렬의 응용 128
계통 분류 139
계통적 관련을 결정하기 위한 서열의 이용 143
계통도 147
진화율이 부분적으로 다른 문제 153
베이시안법 154
계통도는 계통 유연관계를 나타내는 올바른 방식인가? 154
컴퓨터 작업상 고려 사항 155
종합 156
연습문제 156

5 구조 생물정보학과 신약 개발 158
서론 158
단백질의 안정성과 접힘 160
단백질 접힘 프로세스 165
소수성의 응용 167
다양한 단백질 구조에 대한 설명 170
구조의 중첩과 구조 정렬 172
단백질 구조의 진화 177
단백질 구조의 분류 179
단백질 구조 예측 및 모델링 181
신약 발굴 및 개발 196
연습문제 205

6 과학 출판물 및 아카이브: 미디어, 콘텐츠, 액세스 및 프레젠테이션 207
과학 문헌 207
학술 출판물의 열람 208
전통적인 도서관과 디지털 도서관 211
정보의 폭발적 증가 212
데이터베이스 215
데이터베이스 구축 및 접속을 위한 프로그래밍 언어 및 도구 227
언어 처리 230
연습문제 241

7 인공지능과 머신러닝 244
인공지능과 머신러닝이란 무엇인가? 244
분류 및 클러스터링 245
인공신경망 251
의사결정 트리 254
서포트 벡터 머신 258
클러스터링 259
연습문제 265

8 시스템 생물학 개론 266
서론 266
네트워크와 그래프 267
역학, 안정성 및 견고성 270
시스템 생물학을 위한 발상의 일부 출처 271
버로우-휠러 변환 274
다른 유형의 생물학적 데이터 복잡성 277
네트워크 분석 및 비교 279
행렬 대수에 의한 그래프 분석 280
그래프 동형 280
연습문제 282

9 대사 경로 소개 283
서론 283
단백질 기능의 분류 285
단백질 기능 예측 288
효소에 의한 촉매작용 289
단백질-리간드 결합 평형 291
효소 동역학 292
효소는 새로운 기능을 어떻게 갖게 되는가? 294
서열, 구조 및 기능의 분화에 관련된 대사 경로와 한계점 300
대사 경로의 진화와 계통 발생 306
대사 경로의 정렬 308
대사 네트워크의 역학 관계 312
연습문제 318

10 생명체의 조절과 제어체계 319
전사체학 320
RNA 서열 결정 322
다양한 생리학적 상태에서의 발현 패턴 330
초파리 생활사 기간에 유전자 발현 패턴의 변화 331
단백질 복합체 및 응집체 336
단백질 상호작용 네트워크 338
조절 네트워크 343
비교적 단순한 규제 통제 네트워크의 사례 346
규제 네트워크의 논리적 구조 354
연습문제 359
결론 361

찾아보기 363