Combinatorics of Genome Rearrangements pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Fertin, Guillaume/ Labarre, Anthony/ Rusu, Irena/ Tannier, Eric/ Vialette, Stephane

出品人:

页数:304

译者:

出版时间:2009-8

价格:$ 47.46

装帧:

isbn号码:9780262062824

丛书系列:

图书标签:

组合数学
基因重排
生物信息学
计算生物学
图论
排列组合
进化生物学
基因组学
数学建模
算法

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具体描述

From one cell to another, from one individual to another, and from one species to another, the content of DNA molecules is often similar. The organization of these molecules, however, differs dramatically, and the mutations that affect this organization are known as genome rearrangements. Combinatorial methods are used to reconstruct putative rearrangement scenarios in order to explain the evolutionary history of a set of species, often formalizing the evolutionary events that can explain the multiple combinations of observed genomes as combinatorial optimization problems. This book offers the first comprehensive survey of this rapidly expanding application of combinatorial optimization. It can be used as a reference for experienced researchers or as an introductory text for a broader audience. Genome rearrangement problems have proved so interesting from a combinatorial point of view that the field now belongs as much to mathematics as to biology. This book takes a mathematically oriented approach, but provides biological background when necessary. It presents a series of models, beginning with the simplest (which is progressively extended by dropping restrictions), each constructing a genome rearrangement problem. The book also discusses an important generalization of the basic problem known as the median problem, surveys attempts to reconstruct the relationships between genomes with phylogenetic trees, and offers a collection of summaries and appendixes with useful additional information.

《基因重排的组合学》简介《基因重排的组合学》是一本深入探讨基因组结构变异及其在生物进化和疾病发生中所扮演角色的前沿著作。本书以组合数学的强大工具为基石，为理解和分析复杂的基因组重排现象提供了全新的视角和严谨的理论框架。基因组，作为生命体的遗传蓝图，其结构并非一成不变。基因组重排，即染色体结构的大规模改变，是导致基因组多样性的重要驱动力，也是许多遗传疾病和癌症的根本原因。这些重排包括但不限于染色体断裂、融合、倒位、易位以及基因拷贝数变异等。它们不仅影响着基因的线性顺序，还可能改变基因的表达水平，甚至创造出新的基因或功能。然而，基因组重排的复杂性往往使得传统的生物学研究方法难以应对。基因组序列的庞大、重排事件的多样性以及它们之间相互作用的非线性，都对分析带来了巨大的挑战。正是为了克服这些困难，本书将目光投向了组合数学领域。组合数学以其处理离散结构、计数、排列和组合的独特能力，为基因组重排的研究提供了强大的分析工具。本书的核心思想在于将基因组重排的过程建模为一系列组合对象和操作。例如，染色体的结构可以被抽象为由特定元素（如基因、DNA片段）组成的序列或集合，而基因组重排则可以被看作是对这些序列或集合进行特定变换（如翻转、交换、插入、删除）的过程。通过引入图论、置换理论、排列组合等数学概念，我们可以精确地描述和量化各种重排事件的发生概率、演化路径以及对基因组结构的影响。具体而言，本书将围绕以下几个关键主题展开：基因组重排的数学建模：详细介绍如何将基因组的线性结构和重排事件转化为数学模型。我们将探索不同的编码方式，例如使用置换来表示线性染色体，使用图来表示染色体的连接关系，以及如何描述各种类型的重排操作。基因组重排的计数与枚举：运用组合计数技术，研究特定类型或数量的基因组重排在不同条件下出现的频率。这对于理解重排事件的发生机制以及评估其在进化中的作用至关重要。基因组重排的算法分析：开发高效的算法来识别、分类和分析基因组重排。我们将介绍如何利用计算生物学和算法设计方法，从海量的基因组数据中提取有用的信息，重建重排历史，并预测重排的后果。基因组重排在进化中的作用：探讨基因组重排如何作为一种进化机制，驱动物种的形成和适应性演化。我们将分析不同重排模式的进化速率、它们对基因组稳定性和多样性的影响，以及它们如何为新功能的产生提供基础。基因组重排与疾病：深入研究基因组重排在人类疾病，特别是癌症和遗传性疾病中的病理生理学作用。我们将探讨如何利用组合学的方法来识别与疾病相关的重排标记物，理解重排对基因功能的影响，并为开发新的诊断和治疗策略提供理论支持。本书的读者对象是对计算生物学、生物信息学、数学以及分子生物学交叉领域感兴趣的研究人员、研究生和高级本科生。我们假定读者具备一定的生物学基础知识和基本的数学概念。然而，本书将力求清晰易懂，并为需要复习或学习相关数学工具的读者提供必要的背景介绍。《基因重排的组合学》不仅提供了一套解决基因组重排问题的数学工具箱，更重要的是，它开启了一种全新的思考模式，鼓励我们用组合学的视角去审视生命体的分子机制。通过将抽象的数学原理与具体的生物学现象相结合，本书旨在揭示基因组重排背后更深层次的规律，为理解生命的奥秘，以及应对与之相关的健康挑战，提供有力的理论武器。本书的每一个章节都将紧密围绕主题，提供详实的理论阐述、严谨的数学推导和生动的生物学实例。我们相信，通过阅读本书，读者将能够深刻理解基因组重排的组合学本质，并能够运用这些知识来解决现实世界中的生物学问题。