Связанные понятия
Интеракто́м (англ. Interactome) — термин молекулярной биологии, обозначающий полный набор взаимодействий между молекулами в отдельной клетке. Интерактом включает как непосредственные физические контакты между белками (белок-белковые взаимодействия), так и непрямые взаимодействия генов (например, эпистаз).
Предсказание кристаллической структуры (ПКС) — прогнозирование параметров кристаллической структуры вещества, кристаллы которого не исследованы экспериментально. Разработка надёжных методов прогнозирования кристаллической структуры соединений, основанных на их молекулярном строении, является одной из важнейших задач физической науки с 1950-х годов . Для решения этой задачи используются различные вычислительные методы, такие как имитация отжига, эволюционные алгоритмы, распределенный мультипольный...
Молекулярное моделирование (ММ) — собирательное название методов исследования структуры и свойств молекул вычислительными методами с последующей визуализацией результатов, обеспечивающие их трехмерное представления при заданных в расчете условиях.
Предсказа́ние втори́чной структу́ры РНК — метод определения вторичной структуры нуклеиновой кислоты по последовательности её нуклеотидов. Вторичную структуру можно предсказывать для единичной последовательности или анализировать множественное выравнивание семейства родственных РНК.
ДНК-машина является молекулярной машиной сделанной из молекул ДНК. Впервые исследования относительно ДНК-машин были проведены в конце 1980-х годов Надрианом Симэном и сотрудниками Нью-Йоркского университета. Использование ДНК обусловлено высоким количеством инструментов, способных изменить его структуру, а также тем, что свойствам ДНК уделено множество научных работ по биохимии.
Фи́зика твёрдого те́ла — раздел физики конденсированного состояния, задачей которого является описание физических свойств твёрдых тел с точки зрения их атомного строения. Интенсивно развивалась в XX веке после открытия квантовой механики. Развитие стимулировалось широким спектром важных задач прикладного характера, в частности, развитием полупроводниковой техники.
Парахор — комплексное физико-химическое свойство вещества, связывающее поверхностное натяжение жидкости с плотностью жидкости и пара.
Нанотехнологии на основе ДНК (англ. DNA nanotechnology) — разработка и производство искусственных структур из нуклеиновых кислот для технологического использования. В этой научной области нуклеиновые кислоты используются не как носители генетической информации в живых клетках, а в качестве материала для нужд небиологической инженерии наноматериалов.
Молекулы
ДНК может обладать собственной проводимостью, что позволяет создавать молекулярные нанопровода на её основе. К наиболее перспективным для использования в нанобиоэлектронике относят регулярные полинуклеотидные цепочки. Изучению собственных проводящих свойств таких цепочек посвящено большое число как экспериментальных , так и теоретических работ .
Белковая инженерия (англ. Protein engineering) — раздел биотехнологии, который занимается разработкой полезных или ценных белков. Это относительно новая дисциплина, которая направлена на исследование фолдинга белков и принципов модификации и создания белков.
Предсказа́ние фу́нкции белка ́ — определение биологической роли белка и значения в контексте клетки. Предсказание функций проводится для плохо изученных белков или для гипотетических белков, предсказанных на основе данных геномных последовательностей. Источником информации для предсказания могут служить гомология нуклеотидных последовательностей, профили экспрессии генов, доменная структура белков, интеллектуальный анализ текстов публикаций, филогенетические и фенотипические профили, белок-белковые...
Метод дискретного элемента (DEM, от англ. Discrete element method) — это семейство численных методов предназначенных для расчёта движения большого количества частиц, таких как молекулы, песчинки, гравий, галька и прочих гранулированных сред. Метод был первоначально применён Cundall в 1971 для решения задач механики горных пород.
Простра́нственное выра́внивание — способ установления гомологии между двумя или более полимерными структурами на основании их трёхмерной структуры. Этот процесс обычно применяется к третичной структуре белков, но может также использоваться и для больших молекул РНК. В противоположность простому наложению структур, когда известно по крайней мере несколько эквивалентных аминокислотных остатков, пространственное выравнивание не требует никаких предварительных данных, кроме координат атомов.
Анализ взвешенной сети корреляций, также известный как анализ взвешенной сети коэкспрессии генов (WGCNA), это широко используемый, особенно при изучении биологических сетей, метод глубинного анализа данных, основанный на попарных корреляциях между переменными. В то время, как метод может быть использован на большинстве многомерных наборов данных, наиболее широкое распространение он получил в геномике. Метод позволяет определять модули (кластеры), межмодульные хабы и узлы сети относительно принадлежности...
Программируемая материя — это материя, которая может изменять свои физические свойства (форму, плотность, структуру, оптические свойства и т. д.) программируемым образом, посредством заданных пользователем или автономных восприятий. Программируемая материя, таким образом, связана с концепцией материала, который имеет внутренне присущую ему способность выполнять обработку информации.
Нанотехноло́гия — область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.
Дериватизация — один из методов анализа, используемый в химии, который превращает анализируемое химическое соединение в продукт с похожей химической структурой, называемый дериватом (производным).
Молекулярный докинг (или молекулярная стыковка) — это метод молекулярного моделирования, который позволяет предсказать наиболее выгодную для образования устойчивого комплекса ориентацию и положение одной молекулы по отношению к другой.
Криоэлектронная микроскопия (крио-ЭМ) или электронная криомикроскопия — это форма просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ, англ. ТЭМ), в которой образец исследуется при криогенных температурах (обычно в жидком азоте). КриоЭМ набирает популярность в структурной биологии, так как позволяет наблюдать за образцами, которые не были окрашены или каким-либо образом зафиксированы, показывая их в их родной среде. Это контрастирует с рентгеновской кристаллографией, которая требует кристаллизации образца...
Ксенобиология (от др.-греч. ξενος — «чужой, гость», сокращенно КБ) — подраздел синтетической биологии, изучающий создание и управление биологическими устройствами и системами. КБ описывает форму биологии, которая (пока) не знакома науке и не встречается в природе. На практике это обозначает новые биологические и биохимические системы, которые отличаются от канонической системы ДНК-РНК-20 аминокислот (см. классическую центральную догму в молекулярной биологии). Например, вместо ДНК или РНК, КБ исследует...
Дифракция отражённых электронов (ДОЭ) — микроструктурная кристаллографическая методика, используемая для исследования кристаллографических ориентаций многих материалов, которая может использоваться для исследования текстуры или преимущественных ориентаций моно- или поликристаллического материала. ДОЭ может использоваться для индексирования и определения семи кристаллических систем, также применяется для картирования кристаллических ориентаций, исследования дефектов, определения и разделения фаз...
Нитевидный нанокристалл (ННК), часто называемый также нановискер (от англ. nanowhisker) или нанонить, нанопроволока (от англ. nanowires), а также наностержень (англ. nanorod) — это одномерный наноматериал, длина которого значительно превосходит остальные измерения, которые, в свою очередь, не превышают нескольких десятков нанометров.
Кле́точный автома́т — дискретная модель, изучаемая в математике, теории вычислимости, физике, теоретической биологии и микромеханике. Включает регулярную решётку ячеек, каждая из которых может находиться в одном из конечного множества состояний, таких как 1 и 0. Решетка может быть любой размерности. Для каждой ячейки определено множество ячеек, называемых окрестностью. К примеру, окрестность может быть определена как все ячейки на расстоянии не более 2 от текущей (окрестность фон Неймана ранга...
Метагено́мика — раздел молекулярной генетики, в котором изучается генетический материал, полученный из образцов окружающей среды. Метагеномика изучает набор генов всех микроорганизмов, находящихся в образце среды, — метагеном. Метагеномный анализ позволяет определить видовое разнообразие исследуемого образца без необходимости выделения и культивирования микроорганизмов.
Метаболомика — это «систематическое изучение уникальных химических „отпечатков пальцев“ специфичных для процессов, протекающих в живых клетках» — конкретнее, изучение их низкомолекулярных метаболических профилей. Метаболом представляет собой совокупность всех метаболитов, являющихся конечным продуктом обмена веществ в клетке, ткани, органе или организме. В то время как данные об экспрессии мРНК генов и данные протеомного анализа не раскрывают полностью всего того, что может происходить в клетке...
Виртуальный скрининг — это вычислительная процедура, которая включает автоматизированный просмотр базы данных химических соединений и отбор тех из них, для которых прогнозируется наличие желаемых свойств. Чаще всего виртуальный скрининг применяется при разработке новых лекарственных препаратов для поиска химических соединений, обладающих нужным видом биологической активности. В последнем случае процедура виртуального скрининга может быть основана либо на знании пространственного строения биологической...
Брэйнбоу – это метод нейровизуализации, в основе которого лежит использование флуоресцентных белков. Будучи внедрённым в геном животного, зелёный флуоресцентный белок и его генетически модифицированные варианты окрашивают нервные клетки в разные цвета (в общей сложности до 100 разных оттенков), что позволяет значительно более точно локализовать архитектуру нейронных связей отдельных клеток. Данный метод позволяет картографировать одновременно до 100 нервных клеток.
Комплекс Фенна-Мэтьюса-Ольсона (ФМО) представляет собой первый водорастворимый пигмент-белковый комплекс, трёхмерная структура которого было получена методом рентгеновской спектроскопии. Это светособирающий комплекс зелёных серных бактерий, который опосредует передачу энергии возбуждения от хлоросом к встроенным в мембрану бактериальным реакционным центрам (РЦ). По своему строению — это тример. Каждый из трех мономеров содержит семь молекул бактериохлорофилла а. Они связаны через белковый скэффолд...
Стохастичность (др.-греч. στόχος — цель, предположение) означает случайность. Случайный (стохастический) процесс — это процесс, поведение которого не является детерминированным, и последующее состояние такой системы описывается как величинами, которые могут быть предсказаны, так и случайными. Однако, по М. Кацу и Э. Нельсону, любое развитие процесса во времени (неважно, детерминированное или вероятностное) при анализе в терминах вероятностей будет случайным процессом (иными словами, все процессы...
Флуоресценция нашла широкое применение в различных прикладных биологических и биомедицинских исследованиях. Это физическое явление, суть которого заключается в кратковременном поглощении кванта света флюорофором (веществом, способным флуоресцировать) с последующей быстрой эмиссией другого кванта, который имеет свойства, отличные от исходного. Много направлений в биофизике, молекулярной и клеточной биологии возникли и развиваются именно благодаря внедрению новых методов, базирующихся на флуоресценции...
Молекулярная филогенетика — способ установления родственных связей между живыми организмами на основании изучения структуры полимерных макромолекул — ДНК, РНК и белков. Результатом молекулярно-филогенетического анализа является построение филогенетического дерева живых организмов.
Слияние данных является процессом объединения источников данных для получения более согласующейся, точной и полезной информации, чем информация от одного отдельного источника.
Искусственная жизнь (англ. a-life, от artificial life) — изучение жизни, живых систем и их эволюции при помощи созданных человеком моделей и устройств. Данная область науки изучает механизм процессов, присущих всем живым системам, невзирая на их природу. Хотя этот термин чаще всего применяется к компьютерному моделированию жизненных процессов, он также подходит и к жизни в пробирке (англ. wet alife), изучению искусственно созданных белков и других молекул. Для простоты эта статья описывает компьютерную...
Выравнивание последовательностей — биоинформатический метод, основанный на размещении двух или более последовательностей мономеров ДНК, РНК или белков друг под другом таким образом, чтобы легко увидеть сходные участки в этих последовательностях. Сходство первичных структур двух молекул может отражать их функциональные, структурные или эволюционные взаимосвязи. Выровненные последовательности оснований нуклеотидов или аминокислот обычно представляются в виде строк матрицы. Добавляются разрывы между...
Биологические сети — это любые сети являющиеся частью биологических систем. Сеть — это любая система с подразделениями, которые связаны в единое целое, например единичные виды, связанные в единую пищевую сеть.Биологические сети обеспечивают математическое представление связей, обнаруженных в результате экологических, эволюционных и физиологических исследований, таких как нейронные сети. Анализ биологических сетей в отношении заболеваний человека привел к появлению такой области как сетевой медицины...
Магнетохимия — раздел физической химии, который изучает зависимость между магнитными свойствами и химическим строением веществ, а также влияние магнитного поля на химические свойства веществ (как то: растворимость и проч.) и на их реакционную способность.
Двухмерная ядерная магнитно-резонансная спектроскопия (2D NMR) — один из видов ядерной магнитно-резонансной спектроскопии, в котором данные распределены в пространстве по двум осям. Виды двухмерной ЯМР включают в себя корреляционную спектроскопию (COSY), J-спектроскопию, обменную спектроскопию (EXSY), а также ядерную спектроскопию с эффектом Оверхаузера (NOESY). Двухмерная ЯМР представляет больше сведений о структуре молекулы, чем одномерные ЯМР спектры и особенно удобна в установлении структуры...
Белок-белковые взаимодействия (ББВ) — обладающие высокой специфичностью физические контакты между двумя и более белками. Эти контакты образуются в результате биохимических событий с помощью электростатических взаимодействий, в том числе гидрофобного эффекта.
Кластерный анализ (англ. cluster analysis) — многомерная статистическая процедура, выполняющая сбор данных, содержащих информацию о выборке объектов, и затем упорядочивающая объекты в сравнительно однородные группы. Задача кластеризации относится к статистической обработке, а также к широкому классу задач обучения без учителя.
Интерактомика (англ. Interactomics) — это дисциплина, находящаяся на стыке биоинформатики и биохимии, которая занимается экспериментальными и биоинформатическими исследованиями белок-белковых взаимодействий и последствий этих взаимодействий между белками и другими молекулами внутри клетки. Целью интерактомики является изучение функции белков (в форме стабильных или динамических белковых комплексов) в живых системах, определение корреляций между молекулами на основе анализа больших наборов полногеномных...
Гидродинамика сглаженных частиц (англ. Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH) — вычислительный метод для моделирования динамики жидкости и газов. Используется во многих областях исследований, включая астрофизику, баллистику, вулканологию и океанографию. Метод гидродинамики сглаженных частиц является бессеточным (англ. mesh-free) лагранжевым методом (то есть координаты движутся вместе с жидкостью), и разрешающая способность метода может быть легко отрегулирована относительно переменных, таких как плотность...
Эволюционное моделирование (англ. Evolutionary computation) использует признаки теории Дарвина для построения интеллектуальных систем (методы группового учёта, генетические алгоритмы). Является частью более обширной области искусственного интеллекта — вычислительного интеллекта.
Количественный анализ экспрессии генов — анализ транскриптома, измерение транскрипционной активности гена, с помощью определения количества его продукта, матричной РНК (мРНК), универсальной для большей части генов.
Ацены , или полиацены — класс органических соединений и полициклических ароматических углеводородов, состоящих из линейно присоединенных бензольных колец.
Транскрипто́мные техноло́гии (англ. transcriptomics technologies) — методы, разработанные для изучения транскриптома (то есть совокупности всех РНК-транскриптов) организма. В состав транскриптома входят все транскрипты, которые присутствовали в клетке на момент выделения РНК. Исследуя транскриптом, можно установить, какие клеточные процессы были активны в тот или иной момент времени.
Моти́в в молекулярной биологии — относительно короткая последовательность нуклеотидов или аминокислот, слабо меняющаяся в процессе эволюции и, по крайней мере предположительно, имеющая определённую биологическую функцию.
Коннекто́м (англ. connectome /kəˈnɛktoʊm/) — полное описание структуры связей в нервной системе организма. Область исследований, включающая в себя картографирование и анализ архитектуры нейрональных связей, называется «коннектомика».
Молекулярной узел, или кнотан — это механически соединённая молекулярная структура, которая является аналогом макроскопического узла.
Подробнее: Молекулярные узлы