Генетика математическая

Таким образом, основная цель научных исследований в теории ИИ — не замена разума человека машиной, а имитация мышления человека на ЭВМ для целей передачи ЭВМ большего числа видов интеллектуальной творческой деятельности и для более глубокого обоснования принимаемых человеком решений трудных НФЗ как в традиционно использующих разнообразный математический аппарат (собственно математика, физика, химия, химическая технология, экономика, электротехника, микроэлектроника и др.) и математически слабо формализованных областях знаний (медицина, биология, генетика, геология, сельское хозяйство, военное дело и др.), так и в различных сферах творческой деятельности при экспериментальных и теоретических исследованиях (при проектировании, сооружении и эксплуатации сложных промышленных объектов). [c.27]

Дельбрюк стал собирать у себя дома друзей-физиков. Он приглашал Тимофеева-Ресовского, и тот часами обучал их своей науке — генетике. Рассказывая, Тимофеев-Ресовский, по своему обыкновению, бегал из угла в угол, словно тигр в клетке. Он говорил о математически строгих законах Менделя, управляющих наследственностью. О генах и о замечательных работах Моргана, доказавших, что гены расположены цепочкой в хромосомах — маленьких червеобразных тельцах, находящихся в клеточных ядрах. Он говорил о плодовой мушке дрозофиле и о мутациях, то есть изменениях генов, которые можно вызвать рентгеновскими лучами. Этим последним вопросом он как раз занимался вместе с физиком-экспериментатором Циммером. [c.8]

В ходе исследования процессов полимеризации встречается много случаев, когда можно обнаружить интересные и многообещающие параллели между полимеризацией, приводящей к получению синтетических полимеров, и многообразными процессами жизнедеятельности. При полимеризации характер последнего звена растущей полимерной цепи и соединенной с вим последовательности звеньев оказывает большое влияние на присоединение каждого из мономеров. Несомненно, что подобные механизмы действуют и в процессах генетики, биологического роста и заживления. Процессы, посредством которых мозг накапливает и использует информацию, также имеют некоторые общие черты с процессами сополимеризации. Вероятно, более строгое применение математических и экспериментальных методов, уже разработанных для исследования сополимеризации, может оказать большое влияние в области биоорганической и биологической химии. Дальнейшие успехи в изучении сополимеризации могут дать ключ к пониманию биологических эффектов, о которых сегодня можно лишь догадываться. [c.9]

Интересный подход к проблемам применения термодинамических методов в биологии разработал Б. Гудвин [14]. Отметив, что понятие организации не имеет четкого определения, и указав, что физическая энергия, физическая энтропия и т. п. почти ничего не дают для понимания биологической организации , этот автор утверждает, что и в этом случае можно с пользой применить формальный математический аппарат статистической физики, если ввести новые величины, которые только аналогичны термодинамическим. Далее он утверждает, что в молекулярной биологии из свойств внутриклеточных элементарных частиц должны быть выведены характерные свойства живой клетки. При этом элементарными частицами Гудвин считает цистрон, репликон и т. п. В популяционной генетике, по его мнению, рассмотрение генов в качестве элементарных частиц обеспечило Р. Фишеру крупный успех, так как естественный отбор удалось рассмотреть как явление, основанное на вариации частот генов в популяции организмов. По этим причинам гены следует трактовать, как макроскопические единицы, для которых можно вывести и соответствующие количественные законы. [c.116]

Вопросы математической генетики. Минск, Наука и техника , 1969, 201 с. [c.200]

Популяционная генетика заимствовала у математической теории вероятностей два символа, и для выражения частоты, с которой два аллеля, доминантный и рецессивный, встречаются в генофонде данной популяции. Таким образом, [c.314]

Это уравнение представляет собой простую математическую модель, которая объясняет, каким образом в генофонде сохраняется генетическое равновесие но в популяционной генетике оно применяется главным образом для вычисления частот аллелей и генотипов. [c.315]

Естествознание во второй половине XX в. развивалось в двух направлениях. С одной стороны, все более углублялось понимание элементарных процессов путем редукционизма, проявившееся в области биологии в формировании молекулярной биологии и молекулярной генетики, но, с другой стороны, росло сознание необходимости интегративного подхода, поскольку игнорирование системных закономерностей прямо угрожает существованию как всего человечества в целом, так и отдельных государств и наций. Эмоциональной причиной этого широко обсуждаемого изменения в приоритетах, обозначаемого как смена парадигмы, стало всеобщее осознание ограниченности земного пространства, обусловленное развитием воздушного транспорта и возможностью наблюдения Земли из космоса. Рост в ограниченном пространстве ведет к исчерпанию ресурсов и гибели популяции подобно тому, как это происходит в культуре микроорганизмов. Особенно быстро исчерпание ресурсов происходит в связи с экспоненциальным ростом, который создает впечатление порогового перехода. На основе этих представлений были разработаны математические модели, претендовавшие на прогностическое значение и, во всяком случае, сумевшие определить порядок приоритетов. [c.5]

Изучение биологического действия ионизирующей радиации потребовало концентрации усилий обычно мало соприкасающихся научных направлений — ядерной физики, цитологии, радиохимии, фармакологии, гистологии, классической генетики, молекулярной биологии, физиологии и ряда областей математики. Занимаясь анализом первичной ионизации в тканях, построением математических моделей или описанием морфологических и функциональных последствий лучевого поражения, исследователи стремятся решать конкретные задачи, позволяющие им оставаться в привычных границах собственных наук. [c.3]

Как следует из краткого обзора рассмотренных нами проблем, в книгу не вошли очень многие важные разделы математической биофизики и математической биологии. Наиболее близкими по тематике, конечно, являются работы по проблемам математической генетики и биокибернетики. Некоторым оправданием может служить наличие к настоящему времени в литературе большого количества оригинальных монографий по всем актуальным вопросам современной теоретической биофизики и математической биологии. Перечень этих книг (в основном, на русском языке), никак не претендующий на полноту, приведен нами в разделе Литература к предисловию . [c.6]

Как использовать модели на практике Для демонстрации общих закономерностей естественного отбора как в случае детерминистических, так и в случае стохастических моделей необходимо вводить упрощающие предположения. Однако при анализе конкретной ситуации нельзя забывать, что эти предположения в действительности являются упрощающими. Выводы, полученные при математическом моделировании, могут быть корректными с формальной точки зрения, однако часто упускается из виду возможность того, что они основываются на аспектах модели, не соответствующих реальности. Некритическая интерпретация формальных результатов, полученных на упрощенных моделях, наносит значительный ущерб развитию популяционной генетики человека. [c.295]

Для студентов, аспирантов, специалистов в области молекулярной и математической биологии, генетики, генной инженерии. [c.2]

Если перевести теорию гандикапа на язык генов, то получится примерно следующее. Ген, детерминирующий развитие у самца того или иного гандикапа, например длинного хвоста, становится более многочисленным в генофонде, потому что самки предпочитают самцов, обладающих гандикапами. Самки выбирают самцов с гандикапами, потому что частота в генофонде генов, заставляющих их делать это, также повышается. Это происходит потому, что самки, которых привлекают самцы, имеющие гандикапы, будут автоматически выбирать самцов с хорошими генами по другим параметрам, поскольку эти самцы дожили до зрелого возраста, несмотря на гандикап. Эти хорошие другие гены обеспечат преимущество телам их детей, которые поэтому выживут и продолжат распространение как генов, детерминирующих сам гандикап, так и генов, определяющих выбор самцов с гандикапом. При условии, что гены, детерминирующие сам гандикап, экспрессируются только у сыновей, точно так же, как гены, детерминирующие выбор самцов с гандикапом, — только у дочерей, эта теория, возможно, могла бы работать. До тех пор, пока она формулируется только на словах, мы не можем быть уверены, что она будет работать. Применимость подобной теории легче оценить, представив ее в виде математической модели. До сих пор математическим генетикам не удавалось создать работающую модель, основанную на принципе гандикапа. Возможно, что он не поддается моделированию, а может быть, пытавшиеся сделать это генетики недостаточно [c.127]

Первые учебные пособия по генетике созданы А. Вейсманом (на рубеже столетий) и Р. Гольдшмидтом (1911) за границей и Е. А. Богдановым (1914) и Ю. А. Филипченко (1915) в нашей стране. Поначалу в учебники были включены менделевские закономерности, основы цитологии и математические методы изучения изменчивости наряду с многочисленными второстепенными наблюдениями эмпирического характера и умозрительными теориями наследственности и эволюции. [c.3]

Популяционная генетика, развиваясь, вынуждена была ставить и решать много специальных частных проблем, из которых слагается кропотливая, но неизбежная черновая работа исследователя, поглощающая львиную долю его времени и труда. Решая эти проблемы, генетики-популяционисты мало-помалу забрались в такие дебри сложных экспериментов с популяциями всего нескольких видов, особенно удобных для исследования, и в такие тонкости математического моделирования, что биологи, имеющие дело с реальными популяциями в природе, [c.5]

Одним из важных выводов, к которому мне хотелось бы привлечь внимание читателей, является вывод автора о недостаточности данных, получаемых при анализе лабораторных популяций и при построении математических моделей, для понимания процесса эволюции в природных условиях Биологу, имеющему дело с изучением природных популяций, несомненно, покажется знаменательным вывод генетика-экспериментатора о том, что данных о природных популяциях необходимо гораздо больше, чем их имеется в настоящее время. На многих примерах популяционно-генетических работ 60—70-х годов автор вскрывает недостаточность собранного фактического материала для однозначной его интерпретации и — что важно на будущее — указывает, какие параметры не были учтены при исследовании. [c.8]

К числу достоинств книги относится то, что она знакомит читателя с применением моделей в популяционной генетике и их возможностями. Автор делает это искусно, не обращаясь к сложным математическим выкладкам. [c.8]

Книга написана известным американским специалистом в области генетики популяций. Приведенный в ней материал последовательно знакомит читателя со все усложняющимися математическими моделями популяций вплоть до обобщающей модели, учитывающей воздействие систематических и случайных сил эволюции. Простота и систематичность изложения математических основ популяционной генетики делают книгу доступной читателям, не имеющим специальной математической подготовки. Одним из достоинств является большое число примеров, приводимых в конце каждой главы. [c.4]

Среди направлений современной генетики и биологии в целом генетика популяций занимает особое место, представляя собой наиболее формализованную область исследования. Она буквально пронизана математическими методами и располагает целым рядом моделей, которые важны как в теоретическом плане, так и при анализе фактического материала. Без применения соответствующих приемов высшей алгебры, аппарата дифференциальных уравнений и прежде всего математической статистики невозможны ни полноценное изучение, ни работа с популяциями любых видов, будь то лабораторные, сельскохозяйственные или природные популяции животных и растений либо популяции человека — нативные или же вступившие в фазу урбанизации и широкой панмиксии. [c.5]

Следует, однако, признать, что теоретическим основам популяционной генетики все еще не отводится должного места в программах высшей школы и на русском языке нет ни одной книги учебного характера,, всецело посвященной неформальному изложению математического ап- [c.5]

Лепер П. Р., Ни кор о 3. С. Генетико-математические основы оценки племенных качеств животных. Новосибирск, Наука , 1966, 142 с. [c.201]

В 20—30-х годах работами С. Райта, Дж. Холдена и Р. Фишера были заложены основы генетико-математических методов изучения процессов, происходящих в популяциях. Но решающий вклад в создание генетики популяций и эволюционной генетики внесли советский генетик С. С. Четвериков (1926 г.) и его ученики. Изучение в популяциях мутациоьшого процесса, динамики численности особей, влияния изоляции и миграции, закономерностей действия отбора оказалось очень плодотворным. Положения и методы генетики популяций составляют основу современной генетической теории селекции. [c.8]

Так, в короткий срок наряду с общей генетикой, генетикой лшвотных и генетикой растений возникли цитогенетика, генетика человека, медицинская генетика, космическая генетика, генетика популяций, эволюционная генетика, биохимическая генетика, генетика микроорганизмов, генетика вирусов, генетика соматических клеток, генетика фотосинтеза, экологическая генетика, математическая генетика, генетика поведения и т. д. Многие из этих разделов генетики в настоящее время, как это было продемонстрировано на XIV Международном генетическом конгрессе, состоявшемся в 1978 г. в Москве, развиваются особенно бурно. [c.13]

Итак, в 1947 г. я познакомился с Алексеем Андреевичем Ляпуновым, тогда преподавателем кафедры высшей математики Военной артиллерийской инженерной академии в г. Москве. Высокий, энергичный, с черными, очень живыми глазами и черными усами, примета многих фронтовиков, он оказал огромное влияние на наше поколение - молодых людей, которые, пройдя через тяжелую войну 1941-1945 гг., сохранили жажду научньлх знаний. На его домашних семинарах в 1948-1953 гг. я познакомился со многими плодотворными идеями А Н. Колмогорова, Н. Винера и К. Шеннона, а также с математическим моделированием в биологии, физиологии и генетике - словом, с тем, что потом стало называться кибернетикой... [c.9]

Формализация знаний, навыков и опыта экспертов специалистов в области молекулярной биологии и генетики, а также в области анализа данных (стратегии применения методов анализа данных, распознавания образов, оптимального планирования экспериментов, математического моделирования теоретические знания и интуитивные представления о принципах организации, функционарования и эволюции исследуемых классов генетических макромолекул). [c.6]

Как и физика в целом, биофизика — количественная наука, широко применяющая математический аппарат. Биология как таковая, и прежде всего популяционная генетика, также математизируется. Однако имеются большие трудности при математическом описании индивидуальных особенностей организмов. Такое описание может быть лишь численным, но не аналитическим. [c.15]

Проведенные нами исследования многих и разнообразных биологических материалов и сравнения, которые удалось провести между этими материалами и жидкими кристаллами, привели нас к заключению, что биокристаллография мезоморфных состояний и их полимерных аналогов будет играть важную роль в понимании проблем клеточной дифференцировки и органогенезиса. Биохимия и генетика располагают надежными средствами подхода к изучению этих проблем. Как бы то ни было, ясно, что постройка клеточных и надклеточных трехмерных сооружений требует участия процессов самоорганизации различных типов. Один из наиболее -фундаментальных процессов тесно связан с механизмом, доминирующим при образовании жидких кристаллов. Характерные геометрические и топологические явления, наблюдаемые в жидких кристаллах и их дефектах, установлены также в аналогичных биологических материалах. Во многих случаях структуры, имеющие, казалось бы, чисто математический интерес, оказываются сущест- [c.310]

Розанов A, . В кн. Факторы разнообразия в математической экологии и популяционной генетике. Пущино НЦБИ АН СССР, 1980. [c.268]

Б данном разделе в кратком виде изложены основные принципы и методы генетико-статистического анализа количественных признаков растений. Для лучшего усвоения материала читателями, не знакомыми достаточно глубоко с математической статистикой, даны условные, простые арифметические примеры, разбор которых даст возможность понять, отчего зависит уровень статистических параметров растительной популяции. Главная цель раздела — ознакомить читателя со смыслом и логикой генетикостатистического анализа, поэтому здесь приведены только принципы и методы и совершенно отсутствует конкретный фактичс ский материал. [c.163]

Евгенические движения в начале XX в. показали, какие опасности связаны со знанием генетики. Евгеника — это учение о возможном улучщении генетики вида. Одним из используемых для этого методов является избирательное скрещивание. Негативная евгеника заключается в удалении вредных генов позитивная — в добавлении генов, создающих преимущества. Нацисты, например, оправдывали уничтожение психически и физически ущербньк людей благой целью — создать генетически чистую расу. Известны попытки расовой дискриминации на основе генетики. Если удаление вредных генов станет нормой, не вдохновит ли это генетиков на разработку методов конструирования детей по желанию родителей музыкальных, спортивных или, например, с математическими способностями [c.261]

Вопрос о путях и механизмах реализации генетической информации при морфогенезе следует обсудить более детально [П47, 14 . В биологических объектах свойства образующейся структуры предопределены генетически число позвонков, число пальцев на конечностях, полосы на теле животных и форма лепестков цветов являются признаками, определяемыми видом, типом, классом й т. д. Другими словами, информация о конечной структуре записана в геноме оплодотворенной яйцеклетки. С другой стороны, в морфогенезе (и в его математических моделях) фигурир тот процессы, казалось бы, не имеющие отношения к генетике диффузия неспецифических метаболитов, автокатализ и т. п. Более того, на некоторых этапах процесс становится стохастическим и неуправляемым. [c.254]

Базьи<ин А. Д. Система Вольтерра и уравнение Михаэлиса — Менте н. В кн. Вопросы математической генетики.— Новосибирск СО АН СССР, 1974, с. 103—143. [c.291]

Рост объема баз данных первичных структур биополимеров немедленно вовлек в сферу изучения генетических текстов традиционные для генетиков методы теории вероятностей и математической статистики. Статистический анализ генетических последовательностей выявил большое количество аномальных характеристик (например, обога-щенность геномов различными повторами, блоками), которые еще предстоит объяснить на функциональном уровне. Это наблюдение показало, что необходимы специальные усилия для того, чтобы корректно описать генетические тексты с помощью математических моделей, в частности с помощью аппарата теории марковских цепей. Такие модели необходимы для оценки статистической значимости гомологий, вычисления компактных информационных характеристик текстов (энтропии, избыточности и т.д.), предсказания частот встречаемости нуклеотидных "слов". В свою очередь, изучение наиболее (или наименее) распространенных слов, выявление участков генома различающихся по частоте использования некоторых "стандартных" комбинаций нуклеотидов, позволяет выдвигать новые гипотезы о функциональной роли фрагментов генетического текста и их эволюционной истории. Перечисленным вопросам посвящена гл. 2 (Бородовский М.Ю. и Певзнер П.А.). [c.6]

Одной из наиболее популярных тем компьютерной генетики является идентификация в природных нуклеотидных последовательностях таких участков, которые кодируют белки. Здесь также приносят реальную пользу математические модели функциональных областей генома, построенные с помощью методов статистики. Большая или меньшая надежность предсказания зависит от степени полноты априорной информации (наличия или отсутствия обучающей выборки). Подробно об этом можно прочесть в 3-й главе (Бородовский М.Ю.). [c.6]

Полигены — гены, контролирующие количественную (полигеннуго) генетическую изменчивость. Действие полигенов в сильной степени зависит от внешнн.ч условий анализируется оно методами математической генетики. [c.346]

Математический метод. Само рождение генетики как точной науки стало возможным благодаря использованию математического метода в анализе биологических явлений. Г. Мендель применил количественный подход к изучению результатов скрехциваний, а также, что не менее важно, к построению гипотез, объясняющих полученные результаты. С тех пор сравнение количественных данных эксперимента с теоретически ожидаемыми стало неотъемлемой частью генетического анализа. Для этого используют методы вариационной статистики. Математический метод незаменим при изучении наследования количественных признаков, а также при изучении изменчивости, особенно ненаследственной, или модифи-кационной. [c.18]

Первый шаг к реальному синтезу дарвиновской теории эволюции и генетики был независимо сделан двумя исследователями английским математиком X. Харди и немецким врачом В. Вайн-бергом, которые в 1908 г. подошли к математическому анализу наследования в популяциях — в больших совокупностях организмов на основе законов Г. Менделя. Тем самым были заложены основы нового раздела генетики — генетики популяций, изучающей законы микроэволюции (как назвал ее в 1927 г. Ю. А. Филипченко) в отличие от макроэволюции, оперирующей видами и более крупными таксономическими единицами. [c.455]

В заключение хочется сказать несколько слов об авторе. Р. Левонтин — почетный профессор зоологии Гарвардского университета, яркий представитель американской школы гене-тйков-эволюционистов. В области собственно эволюционной ге.нетики он является непосредственным учеником выдающегося современного генетика Ф. Добржанского (которому и посвящено английское издание книги), в области генетики развития— учеником известного генетика Л. Денна, а в области математической генетики и статистики — учеником видного мате-м-атика X. Вивайна. Такое удачное сочетание трех направлений в формировании научных интересов автора книги и создало возможность для появления предлагаемой вниманию читателей обобщающей сводки. [c.10]

К достоинствам книги следует отнести исключительную последовательность в изложении материала и его доступность. В ней освещены практически все основные разделы генетики популяций. Ее можно использовать и как практическое руководство по математическим методам для биологов, и как вводный курс популяционной генетики для математиков. Педагогическая ценность книги чрезвычайно велика благодаря обилию упражнений в конце каждой главы. Вместе с тем надо подчеркнуть, что монография Ч. Ли — не просто учебное пособие ее материал может служить фундаментом для понимания основных подходов и концепций генетики популяций в ней очерчен круг проблем этой науки и указана соответствующая литература. Терпеливый читатель — биолог или маметатик, — изучив книгу, извлечет из нее много полезного. [c.6]

Цель настоящего издания, так же как и изданий 1948 и 1955 гг., состоит в том, чтобы дать общее введение в генетику популяций для сту-дентов-биологов, не имеющих специальной математической подготовки. В своей обзорной статье, опубликованной в 1967 г., автор писал В связи с тем, что в генетику популяций приходит все больше и больше математически подготовленных исследователей, можно предсказать ее бурное развитие, подобное тому, которое происходило в начале 30-х годов. Как ни внушительны успехи, достигнутые за последнее десятилетие, в предстоящие 10 лет можно ожидать еще большего Похоже, что это предсказание сбывается. Настоящее издание представляет собой попытку создать учебник, более полно отражающий все достижения и в то же время остающийся на уровне вводного курса. Чем дальше вглубь идет развитие той или иной науки, тем острее потребность в обобщающем элементарном курсе. Надеюсь, что эта книга окажется полезной в качестве введения в генетику популяций. [c.7]

Она не предназначена для какого-либо специального контингента читателей. Генетики, цитологи, антропологи, экологи и представители общественных наук могут почерпнуть из нее полезные сведения, имеющие отношение к их собственным исследованиям. Нет необходимости изучать все главы этой книги. Для специалистов по медицинской генетике не представляют особого интереса разделы, касающиеся самоопыления, скрещиваний типа братХсестра, автотетраплоидии и т. д., растениеводам же ни к чему останавливаться на разделе, посвященном системе групп крови ABO. Преподаватель, использующий эту книгу в качестве учебника, может без колебаний опустить некоторые главы или параграфы и добавить материал по собственному усмотрению. Специалисты по генетике человека, возможно, разочаруются, не обнаружив главы, посвященной менделевскому расщеплению в семьях. По мнению автора эта тема выходит за рамки основного содержания книги. Довольно подробное рассмотрение классического метода (метода максимального правдоподобия) анализа расщеплений дается автором в книге Генетика человека. Принципы и методы [374]. Более новый и простой метод оценки (в котором пренебрегают гомозиготами по редким рецессивным генам) и метод подразделения статистической информации по времени первого появления гомозигот были описаны автором в главе Неполное биномиальное распределение , вошедшей в книгу Математические аспекты генетики популяций под ред. Коджимы [317]. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология