В учебном издании, написанном английским ученым - пионером в использовании приемов информатики в биологических исследованиях, ведущим преподавательскую работу в Кембриджском университете, изложены основы информационных технологий в применении к биологическим наукам. Приведены тексты некоторых программ, упражнения и задачи.
Для студентов университетов и научных работников.

Современная биоинформатика возникла в конце 70-х годов XX в. с появлением эффективных методов расшифровки последовательностей ДНК. Датой выделения биоинформатики в отдельную научную область можно считать 1980 г., когда вышел первый номер журнала Nucleic Acids Research, целиком посвященный компьютерным методам анализа последовательностей. Важной вехой в становлении и развитии биоинформатики стал проект по секвенированию генома человека. Именно с этого времени биоинформатика перестала быть только вспомогательным инструментом. При переходе к анализу полных геномов компьютерные методы информационного анализа стали играть настолько важную роль, что эти исследования вылились в самостоятельное научное направление. Геномы содержали большое количество генов, для многих из которых не было никаких экспериментальных данных. Неисследованные гены необходимо было найти в геноме и предсказать их функцию. Это должно было привести к отбору наиболее интересных участков генома с целью их последующего изучения и благодаря рациональному планированию экспериментальной работы.
Огромную роль в развитии технологии чтения генетической информации сыграло развитие компьютерной техники и вычислительных методов. Неудивительно, что интенсивное развитие биоинформатики совпало по времени с победным шествием компьютерных технологий. Это лишний раз подтвердило, что глубина научного знания чрезвычайно сильно зависит от технических возможностей. Другой важнейшей вехой в развитии биоинформатики стало возникновение и повсеместное распространение технологий Всемирной сети - Интернета. Большое число разнообразных баз данных и программных инструментов теперь доступны через Интернет. Биоинформатика, пожалуй, является одной из тех областей науки, которые в очень большой степени зависимы от Интернета и успешно развиваются благодаря Интернету. Следует подчеркнуть, что очень важное для биологии и медицины политическое решение об открытости сложнейшего биологического текста современности - генома человека - сделало эту информацию по-настоящему доступной для ученых всего мира лишь благодаря Интернету.
Сегодня мы находимся на начальном этапе использования генетической информации о живой материи, однако развитие все более эффективных методов расшифровки биологических текстов и разработка методов биоинформатики позволяет надеяться на серьезный прогресс в понимании строения, механизмов функционирования и регуляции живых систем. В результате становится возможным изучение и понимание все более сложных биологических систем, появляется возможность их системного исследования, установление эволюционных связей в живой природе, создание новых биотехнологий, лекарственных препаратов и методов лечения. Биоинформатика в существенной степени уже способствовала развитию фундаментальных знаний в самых разных областях науки, а не только в биологии и медицине. На очереди, например, совершенно новые возмолсности в исследовании истории развития человечества и миграции народов. Благодаря развитию методов биоинформатики геногеография может отследить путь распространения людей по нашей планете, начиная от Адама, анализ индивидуальных особенностей генома представляет неограниченные возможности персонифицированной медицины и индивидуального развития каждого человека. Очевиден огромный прикладной потенциал биоинформатики, причем ее роль важна как для медицины, так и для самых различных технологий, где и используются элементы и принципы функционирования живых систем.
Уже сегодня, основываясь на установленных при помощи биоинформатики механизмах регуляции метаболизма микроорганизмов, созданы промышленные процессы получения аминокислот и других ценных веществ и материалов, выявлены молекулярные мишени для создания новых лекарственных препаратов и методов лечения. В то же время значительную часть генетической информации еще следует расшифровать и открыть новые возможности использования этого знания на благо человечества. Таким образом, биоинформатика - одно из наиболее актуальных направлений науки о человеке и окружающей среде.
Вниманию читателя предлагается перевод известного учебника Артура Леска "Введение в биоинформатику". Эта книга является именно введением в предмет, поскольку, как уже подчеркивалось, современная биоинформатика чрезвычайно быстро развивается, что широко освещается в многочисленных международных научных журналах и на регулярных конференциях. В книге значительное внимание уделяется развитию практических навыков и решению типовых биологически осмысленных задач. К сожалению, биоинформатика, и особенно то, что связано с Интернетом, развивается столь быстро, что в книге можно встретить уже несколько устаревшие сведения и неточности (о чем в тексте сделаны соответствующие замечания редакторов перевода). За рамками книги остался ряд важных задач биоинформатики - распознавание генов, предсказание вторичной структуры РНК, поиск мотивов, анализ экспрессии генов и др. Однако несмотря на эти издержки, книга послужит ценным пособием для самого широкого круга читателей. Она полезна не только для студентов и аспирантов, приступающих к изучению и использованию биоинформатики, но и для специалистов, работающих в различных областях наук о живой материи. Важно, что главы книги сопровождаются примерами решения реальных биологических задач и интересными упражнениями.
Первичный перевод книги был осуществлен студентами Факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ имени М. В. Ломоносова при поддержке преподавателей кафедры английского языка. Большую помощь при переводе гл. 5 оказал канд. хим. наук Г. Г. Чилов. Существенный вклад в подготовке русской версии книги внесен редактором перевода канд. хим. наук Н. А. Аникиным. Некоторые затруднения при переводе и редактировании были связаны с необходимостью использования уже сложившейся терминологии, которая во многих случаях представляет собой "кальку" с английского (как и в ряде других наук). Так, например, выражение "дизайн лекарств" отражает весьма сложный путь, который следует пройти при создании и оптимизации структур лекарственных препаратов, имеющих объектом воздействия конкретные молекулярные мишени (а не процесс предпродажного оформления приобретаемой субстанции). Однако мы рассчитываем, что даже в тех случаях, когда незнакомый новый термин может иметь разные значения, читатель легко установит его смысл и в дальнейшем сможет легко ориентироваться в русскоязычной научной литературе.
Надеемся, что данная книга вас заинтересует и принесет вам ощутимую пользу при путешествии в увлекательный мир биоинформатики.