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.