В курсе будут изложены основные математические методы, позволяющие изучать
структуру главных компонент живой клетки --- молекул ДНК, РНК и белков.
Напомним, что молекулы ДНК хранят информацию, передающуюся по наследству,
которая состоит в том, какие белки может производить клетка и, как
следствие, какие химические процессы происходят в организме. Участки
ДНК, кодирующие разные белки, собственно и называются генами. Отметим,
что молекулы ДНК, РНК и белки можно представлять как слова, составленные
из букв конечного алфавита: в случае ДНК и РНК алфавит состоит из четырех
букв, а в случае белков --- из 20. Получающиеся слова имеют очень большую
длину, достигающую нескольких миллионов, а эксперименты, изучающие
свойства этих слов, как правило, чрезвычайно дорогие и занимают много
времени. Все это приводит к необходимости создания теории, дающей
возможность заменить эксперименты с живыми существами экспериментами на
компьютерах.
Опишем вкратце план курса. В первой лекции будет кратко рассказано об
основных современных представлениях, описывающих устройство молекул ДНК,
РНК и белков, а также о том, как происходит раскодирование хранящейся в
ДНК информации. Затем будут изложены основы теории графов и сетей,
необходимые для понимания конструкций и алгоритмов, рассматриваемых в
дальнейшем. На этом пути возникают новые геометрические, вариационные и
комбинаторные задачи, обсуждению которых и будет посвящен курс. В основной
части курса мы разберем следующие вопросы.
1) Сравнение слов.
2) Сборка ДНК из имеющихся фрагментов.
3) Филогенетические деревья.
4) Перестройки генома.
Курс рассчитан на студентов младших курсов, а также всех, интересующихся
современными методами молекулярной биологии.
|
|