Глава M. Методика

M.4. Ресурсы

Назад Вперед
M.4.1.8. Биологические программы


Онлайновые программы

►Виртуальный электронный микроскоп на сайте Molecular Expressions Eng
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/electronmicroscopy/magnify1/index.html
Предоставляет возможность рассматривать изображения как в сканирующем электронном микроскопе, управлять изменением параметров изображения (изменять масштаб, контрастность, яркость и т. п.) и выбором объектов из предложенного списка (преимущественно зоологические объекты – насекомые, паукообразные, некоторые простейшие).
Урок (лабораторная работа «Внешнее строение насекомых»), разработанный для работы с программой, находится по адресу http://www.kozlenkoa.narod.ru/lessons/insect.htm
1
Рисунок M.4.1.8.1
►Виртуальный электронный микроскоп на сайте Научно-исследовательского отдела Киевского национального медицинского университета им. А. А. Богомольца Ukr, Eng, Rus
http://www.srlc.nmu.kiev.ua/program/Gapplet1.html
Возможность рассматривать клеточные структуры, изменять параметры изображения почти так же, как и в обычном электронном микроскопе (изменять масштаб, контрастность, яркость и т. п.).
2
Рисунок M.4.1.8.2
►BLAST Eng
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/
Программа, которая сравнивает нуклеотидные и аминокислотные последовательности в ДНК и белках; поиск отличий и эволюционного расстояния.
Профессиональный молекулярно-биологический софт.
3
Рисунок M.4.1.8.3
►Протеиновая машина Eng
http://www2.ebi.ac.uk/translate/
Онлайновая программа, осуществляющая перевод с нуклеотидных последовательностей на аминокислотные. Представлена возможность выбора разных вариантов генетического кода (основной, бактериальный, митохондрий разных организмов и т. п.).
Урок (практическая работа по теме «Генетический код и его свойства»), разработанный для работы с программой, находится по адресу http://www.kozlenkoa.narod.ru/lessons/gencode.htm.
4
Рисунок M.4.1.8.4
►«Популяции биоморфов» Rus, Eng
http://www.informika.ru/text/inftech/edu/edujava/biology/
Биоморф – форма компьютерного живого существа, которое появилось в процессе размножения и развития. Термин "Биоморф" был впервые применен Д. Моррисом, он использовал древовидные структуры для графического представления некоторого набора простых генов. С помощью этих структур можно наглядно продемонстрировать силу эволюции: произвольные мутации (изменения) сопровождаются направленным отбором. http://www.informika.ru/text/inftech/edu/edujava/biology/Life/life.html – моделирование искусственной жизни и «группового поведения» частиц в зависимости от изолированности, благоустроенности и сцепления отдельных особей (апплет разработан Rich Vanderwal/Groovee Creatives). Каждая частица живёт своей собственной жизнью; не существует общих правил для всей популяции. Но даже если частицы начинают свою жизнь в произвольных позициях на экране компьютера, они неминуемо объединятся в группы. «http://www.informika.ru/text/inftech/edu/edujava/biology/Biomorph1/biomorph.html» – биоморф; апплет позволяет пользователю получать любые формы «живого» существа на экране компьютера (автор – Марк Джонс). Апплет разработан с помощью алгоритма, приведенного в главе 3 книги «The Blind Watchmaker» Ричарда Доукинса, а также с помощью «Искусственной жизни» (конспект лекций, приналежащий Институту Санта Фе). http://www.informika.ru/text/inftech/edu/edujava/biology/Biomorph2/vjbiomorph.html – биоморф 2, более сложный вариант предыдущего апплета: введена анимация и возможность просмотра этапов развития организма (автор – Ф. Пермади).
Требует предварительного просмотра и ознакомления.
5
Рисунок M.4.1.8.5


Сайты о программах

►«RasMol v2.7 Molecular Visualization Program» Eng
http://www.bernstein-plus-sons.com/software/rasmol/INSTALL.html (программа – 527 Кб, помощь – 114 Кб)
«RasMol v2.7 Molecular Visualization Program» (версия для операционной системы Windows имеет название RasWin). Создана Г. Дж. Бернштейном (Herbert J. Bernstein), США. Сайт разработчиков (компания "Бернштейн и сыновья") – http://www.bernstein-plus-sons.com/software/rasmol/INSTALL.html. Одна из известнейших и популярнейших программ трёхмерного моделирования молекул, так называемых 3D-визуализаторов молекул (Molecular Visualization Programs). По приблизительным подсчётам, её использует свыше 200 тысяч преподавателей и научных работников в 115 странах мира. Программа позволяет рассмотреть модель любой биомолекулы с разных сторон, изменить способ её отображения (например, показать в молекулах белков элементы вторичной и третичной структуры, аминокислотный состав, наличие отдельных полипептидных цепей и др.), выделить и исследовать отдельные элементы молекул – такие как активные центры ферментов, небелковые компоненты сложных белков. Среди важных свойств программы RasMol, которые выгодно отличают её от других программ этого класса, назовем такие: простота использования, наглядность и эффектность моделей; нетребовательность к ресурсам; программа не требует инсталляции; программа распространяется бесплатно через Интернет; существуют большие базы моделей белков и других биомолекул, в которых можно (через Интернет) найти и бесплатно скопировать модель любой из исследованных молекул, наибольшая из них – Международный банк белковых структур (The RCSB Protein DataBank). Программа RasMol v2.7.2.1 имеет рабочее окно, в котором отображается трёхмерная модель молекулы, которую можно вращать с помощью мыши, и командное окно, в котором вводятся текстовые команды, например, выделения отдельных элементов молекулы. Рабочее окно имеет главное меню, пункты которого позволяют выбирать способы отображения молекул, принятые в органической химии и биохимии (скелетные – модель Драйдинга, шаропалочковая, полусферические модели Стюарта–Бриглеба); отображение элементов вторичной структуры белков и нуклеиновых кислот), изменять способ окраса элементов молекул, а также сохранять изображение в виде рисунков (в графическом формате), осуществлять тонкие настройки отображения объектов и вызывать файл помощи. Командное окно позволяет путём ввода текстовых команд выделять отдельные элементы молекулы (атомы определенных химических элементов, остатки аминокислот или нуклеотидов, небелковые компоненты молекул), изменять фон рабочего окна, поворачивать молекулу на определённый градус вокруг любой из осей. (Существует однооконная версия программы с названием RasTop V1.3.1, выполненная в стиле Windows–ориентированных программ, она также бесплатна и находится на сайте разработчиков, 1,8 Мб, zip-архив)
Для ознакомления с способами использования программы создан урок «Классификация белков», на котором есть две страницы с более подробным описанием приемов работы с рабочим и командным окнами программы, а также примеры разноуровневых задач, ответы на которые можно найти с помощью программы визуализации молекул.
6
Рисунок M.4.1.8.6
►Life 32 Eng
http://www.mindspring.com/~alanh/lifep.zip, 549 Кб, zip-архив
«Эволюция», или «Жизнь» Джона Хортона Конвея – игра, которая базируется на теории клеточных автоматов. Подробный рассказ об игре на сайте «истинного жизнелюба» из Киева В. Скляра (http://elvisti.kiev.ua/skl/conwey1/w_life_n.htm), там же можно найти небольшой java-апплет, который позволяет наблюдать процессы рождения, развития и гибель популяций непосредственно в веб-странице.
Довольно простая модель динамики популяций одноклеточных организмов.
7
Рисунок M.4.1.8.7
►Alchemist Rus
http://www.hamovniki.net/~alchemist/
На сайте Alchemist есть раздел «Проекты: моделирование», содержащий небольшую подборку простых программ (написанных для операционной системы MS-DOS). Назовем две из них:
  • Pop (http://www.hamovniki.net/~alchemist/project/POP.ARJ, 63 Кб) – моделирование динамики численности популяций микроорганизмов, а также макроорганизмов в разных условиях: модели хищник–жертва, действие лимитирующих факторов, конкуренция за ресурсы, эпидемиологические модели распространения заболеваемости в группах. Программа имеет свыше 100 разных примеров (преимущественно в виде графиков).
  • Worms (http://www.hamovniki.net/~alchemist/project/WORMS.ARJ, 189 Кб) – Оригинальная программа моделирования динамики популяций на плоскости. Моделируется жизнь каждой особи в отдельности на основе псевдослучайных функций: движения, спаривания, рождения, смерти. Программа создаёт популяции трёх видов с собственными параметрами для разных функций, которые эволюционируют, взаимодействуют одна с другой, занимают новые территории, переходят в стационарное состояние или исчезают. Имеет подробную документацию.
8
Рисунок M.4.1.8.8
►Neurosim for Windows (Симулятор работы нейронов) Eng
http://www.st-and.ac.uk/~www_sbms/pers/neurosim/index.htm
Семейство программ, созданных У. Дж. Хайтлером из лаборатории The Gatty Marine, университет св. Андрея, Шотландия, которые моделируют работу как отдельных нейронов, так и нейронных сетей. Иллюстрация передачи нервного импульса с нейрона на нейрон, работы группы нейронов, потенциалов на мембране (модель Ходжкина-Хаксли), введения в клетку микропипетки. Большой выбор параметров, которые можно произвольно изменять, иллюстрация процессов на графиках, в динамике.
Лучше использовать в демонстрационном режиме, индивидуальное использование требует разработки специальных лабораторных работ по работе с программой.
9
Рисунок M.4.1.8.9


Каталоги программного обеспечения

►Bioexplorer.net Eng 0
http://www.bioexplorer.net/
Небольшая подборка бесплатного программного обеспечения – трёхмерное моделирование, программы для автоматизации анализа последовательностей нуклеиновых кислот и белков, моделирования кинетики реакций и др.
10
Рисунок M.4.1.8.10
►Сайт биологического программного обеспечения Кембриджского университета (Великобритания) Eng 0
http://www.biosoft.com/
На сайте можно найти большой набор программ для Windows и Mac OS (программы для анализа данных, построения графиков, статистических расчетов, обработка данных по изучению последовательностей секвенированию, анализ структуры, кинетика реакций, преподавание и др.)
На сайте представлены преимущественно платные программы.
11
Рисунок M.4.1.8.11
►Neuroguide.com Eng 0
http://www.neuroguide.com/neurosoft_1.html#programs
Представленные на сайте программы разделены на три категории: on-line programs (онлайновые программы), Programs (программы), software collections (коллекции программного обеспечения). Представлены веб-сайты с программным обеспечением для исследований в области общей и клинической неврологии. В разделе «on-line programs» представлены приложения (преимущественно JavaScript), которые работают на веб-страницах, отображаемых браузерами пользователей. Следующий раздел содержит более традиционные программы. Часть программного обеспечения может быть бесплатно загружена и установлена, другие представляют собой демонстрационные версии коммерческих продуктов; представлены программы для разных операционных систем. Также включены ссылки на Интернет-сайты с медицинским и биологическим программным обеспечением.
12
Рисунок M.4.1.8.12

Назад Вперед
Наверх

Включить/Выключить фоновую музыкуВключить/Выключить звуки событий