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第1章 概论1

1.1内容组织2

1.2生物信息学：大图景2

1.3对学生和教师的建议：练习、发现基因和描述基因组3

1.4生物信息学软件：两种文化4

1.5生物信息学和其他信息学学科7

第2章 序列数据检索8

2.1存储DNA序列的集成式数据库9

2.2 DNA、RNA和蛋白质数据库的内容10

2.3生物信息资源中心：NCBI和EBI14

2.4信息获取：通过检索号来标记并识别序列15

2.5通过NCBI基因资源获取信息17

2.6命令行访问NCBI数据19

2.7信息获取：基因组浏览器20

2.8访问序列数据实例：单个基因/蛋白21

2.9如何访问数据集：区域和特征的大范围查询23

2.10查阅生物医学文献25

第3章 双序列比对27

3.1引言27

3.2评分矩阵31

3.3比对算法：全局和局部37

3.4双序列比对的统计意义42

3.5展望44

3.6误区44

第4章 基本局部比对搜索工具45

4.1 BLAST搜索步骤46

4.2 BLAST算法使用局部比对搜索52

4.3 BLAST搜索的策略56

4.4用BLAST搜索发现基因：查找基因59

4.5展望61

4.6误区62

第5章 高级数据库搜索63

5.1特异BLAST网站64

5.2获得远缘相关蛋白的PSI-BLAST和DELTA-BLAST65

5.3分布型研究：隐马尔可夫模型70

5.4类BLAST匹配工具快速搜索基因组DNA73

5.5把二代测序读段序列匹配到参照基因组上76

5.6误区78

第6章 多序列比对79

6.1简介79

6.2五种主要的多序列比对方法81

6.3基准研究：方法、发现和挑战87

6.4多序列比对数据库88

6.5基因组区域的多序列比对91

6.6展望94

6.7误区94

第7章 分子系统发育及进化95

7.1分子水平的进化95

7.2分子系统发育与进化原理96

7.3分子系统发育：树的性质102

7.4树的类型105

7.5系统发育分析的五个步骤107

第8章 真核生物染色体119

8.1真核生物与细菌和古细菌的主要差异119

8.2真核生物基因组和染色体的主要特征120

8.3真核生物染色体中的重复DNA124

8.4真核染色体中的基因126

8.5真核生物染色体的调控区域127

8.6真核生物DNA和染色体DNA变异的比较128

8.7检测染色体改变的技术130

8.8展望130

第9章 第二代测序数据分析132

9.1 DNA测序技术133

9.2第二代测序技术的基因组DNA数据分析137

9.3第二代测序的具体应用155

9.4展望与误区156

第10章 核糖核酸（RNA）的生物信息学方法157

10.1非编码RNA158

10.2信使RNA简介164

10.3微阵列和RNA的序列：基因表达的全基因组测序168

10.4 RNA数据分析的解释171

10.5展望与误区174

第11章 基于芯片和RNA-Seq技术的基因表达数据分析175

11.1基因芯片分析方法：基于NCBI的GEO2R工具177

11.2芯片分析方法2：PARTEK183

11.3芯片数据分析方法3：用R语言分析GEO数据183

11.4基因芯片数据分析：描述性统计186

11.5 RNA-Seq数据分析190

11.6芯片数据功能注释194

11.7展望195

第12章 蛋白分析和蛋白组学197

12.1蛋白质数据库197

12.2蛋白质鉴定技术200

12.3蛋白质的四大方面204

第13章 蛋白质结构213

13.1蛋白质结构原理214

13.2蛋白质数据库219

13.3蛋白质结构预测222

13.4固有无序蛋白225

13.5蛋白质结构和疾病225

第14章 功能基因组学227

14.1定义227

14.2功能基因组学的八种模式生物228

14.3功能基因组使用正向与反向遗传学232

14.4功能基因组学与中心法则234

14.5蛋白质组学方法研究功能基因组学236

14.6展望243

14.7误区244