Encyclopedia of Genetics, Genomics, Proteomics, and Informatics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Redei, George P.

出品人:

页数:2218

译者:

出版时间:2008-7

价格:0.00 元

装帧:

isbn号码:9781402067556

丛书系列:

图书标签:

• Genetics
• Genomics
• Proteomics
• Informatics
• Bioinformatics
• Molecular Biology
• Biotechnology
• Reference Work
• Science
• Biology

经典生物学前沿：《生命科学的宏伟蓝图》 导言：探索生命的终极奥秘 人类对生命本质的追问从未止息。从最早的细胞理论到分子生物学的崛起，我们对生命现象的理解正在经历一场深刻的革命。《生命科学的宏伟蓝图》并非仅仅是一本教科书，它是一份详尽的路线图，指引读者穿越传统生物学领域的界限，深入当代生命科学研究的核心地带。本书旨在为研究人员、高级学生以及对生命复杂性抱有浓厚兴趣的专业人士，提供一个全面、深度整合的视角，聚焦于那些塑造现代生物学格局的关键概念、技术与理论框架。 本书的结构设计旨在实现知识的阶梯式攀升，从分子基础出发，逐步扩展到复杂的系统级功能，最终触及生命体如何与环境相互作用的宏观层面。我们摒弃了零散的知识点堆砌，而是强调知识体系的内在联系与逻辑的连贯性，确保读者能够构建起一个完整、动态的生命科学认知框架。 --- 第一部分：分子基础与结构生物学的新视角 本部分奠定了理解所有生物过程的分子基石，但其侧重点超越了基础的DNA、RNA和蛋白质结构描述，深入探讨了这些分子机器的动态行为与功能性构象变化。 1. 蛋白质组学的新维度：从静态结构到功能集市 我们不再将蛋白质视为孤立的实体，而是将其置于一个高通量的网络环境中进行考察。本章详细阐述了蛋白质组学（Proteomics）如何借助质谱技术、生物物理方法（如冷冻电镜 Cryo-EM）来解析蛋白质复合物的三维动态结构。重点探讨了翻译后修饰（PTMs）的复杂调控网络，特别是它们如何充当分子“开关”和“地址标签”，精细调控细胞信号通路。章节中会包含对蛋白质-蛋白质相互作用组（PPI Networks）分析的深入解读，如何通过网络拓扑学来预测新的功能模块和潜在的疾病靶点。 2. 核酸化学与表观遗传学的精妙调控 基因组的序列信息只是故事的一半。本节聚焦于表观遗传学（Epigenetics）如何控制基因表达的时空特异性。详细考察了DNA甲基化、组蛋白修饰（包括乙酰化、甲基化、磷酸化等）的化学机制及其对染色质可及性的影响。此外，本书还探讨了非编码RNA（ncRNAs）——如长链非编码RNA (lncRNAs) 和环状RNA (circRNAs)——作为关键的转录后调控因子，如何参与基因沉默、染色体X失活以及干细胞分化等关键过程的调控环路。 --- 第二部分：系统生物学与计算方法的融合 当代生物学研究的特征是数据驱动和跨尺度整合。本部分致力于介绍如何利用先进的数学建模和计算工具来解析复杂生物系统。 3. 动力学建模与系统功能预测 传统的生物化学反应速率分析已被更精密的动力学建模所取代。本章详细介绍了常微分方程（ODEs）和偏微分方程（PDEs）在描述信号转导通路（如MAPK通路）中的应用，以及如何利用随机模型（Stochastic Modeling）来解释细胞内分子数量有限性带来的噪声效应。我们强调了代谢网络分析，特别是通量平衡分析（FBA）和代谢控制分析（MCA），如何指导我们优化微生物的生产性能或理解癌症细胞的重编程代谢。 4. 数据集成与生物信息学的前沿实践 计算工具已成为生物学家的第二双眼睛。本部分不侧重于基础的序列比对算法，而是深入探讨多组学数据集成（Multi-Omics Integration）的挑战与策略。讨论了如何利用降维技术（如t-SNE, UMAP）处理高维组学数据，以及如何应用机器学习（Machine Learning）和深度学习（Deep Learning）模型来发现复杂的生物标志物组和预测药物反应。特别关注了空间转录组学（Spatial Transcriptomics）和单细胞技术（Single-Cell Technologies）产生的庞大数据集的处理与可视化方法。 --- 第三部分：细胞通讯、发育与环境适应 生命体并非孤立的分子集合，而是高度组织化、不断适应环境的复杂实体。本部分关注这些系统层面的交互作用。 5. 细胞间通讯的复杂拓扑结构 细胞需要无缝地“交谈”才能形成组织和器官。本章详细描绘了细胞外基质（ECM）在组织结构和信号传递中的作用，以及囊泡介导的细胞间通讯（如外泌体Exosomes）如何作为远距离信息载体。重点分析了G蛋白偶联受体（GPCRs）家族的信号转导机制，以及跨膜整合素如何连接细胞内部的细胞骨架与外部的物理环境，实现机械信号的转导。 6. 发育生物学中的时空精确性 生命体的构建是一个高度精确的时空编程过程。本书从形态发生素（Morphogens）的梯度形成机制入手，探讨了早期胚胎发育中的模式形成。深入分析了Wnt、Hedgehog和Notch等核心信号通路在干细胞自我更新、组织再生和肿瘤发生中的双重作用。我们探讨了发育轨迹的可塑性（Plasticity），即细胞命运如何在外部或内部扰动下实现重新编程或漂移的分子机制。 7. 微生物组与宿主互作的生态学视角 生命科学的范畴已扩展到宏观生态系统层面。本节聚焦于微生物组（Microbiome）对宿主生理、免疫和神经功能的影响。阐述了微生物群落的结构稳定性（Stability）和功能冗余性（Functional Redundancy）的生态学原理。讨论了宿主如何通过免疫系统（如黏膜免疫）与共生菌群进行复杂的“军备竞赛”和“和平共处”的分子对话，以及这种互作失衡如何导致炎症性疾病。 --- 结语：面向未来的生物学挑战 《生命科学的宏伟蓝图》的最后部分着眼于当前科研的最前沿和未来十年的研究热点。我们探讨了合成生物学（Synthetic Biology）如何从设计简单的逻辑门到构建人工细胞器的潜力，以及基因编辑技术（如CRISPR系统的多样化应用）在基础研究和临床转化中的伦理与技术瓶颈。本书期望为读者提供一个坚实的理论框架，以迎接生命科学领域日益增长的复杂性与挑战。 本书的价值在于其整合性、深度与前瞻性，它提供了一个理解生命现象的统一视角，而非孤立技术的罗列。读者将从中获得分析复杂生物数据的能力，并能批判性地评估新兴的实验方法，从而在生命科学的广阔疆域中找到自己的定位和研究方向。

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