Введение
Постановка задачи
Обзор литературы
Глава 1. Математическая модель
1.1. Определения
1.2. Формализация кооперативной игры в контексте микрочиповой
игры
Глава 2. Аксиоматическая характеристика решений кооперативной теории игр в применении к микрочиповым играм
2.1. Генные регуляторные сети как партнерство генов
2.2. Индекс значимости генов как решение кооперативной игры ....
Глава 3. Результаты
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение
Функции белков в клетках живых организмов разнообразны. Белки- ферменты катализируют протекание биохимических реакций и играют важную роль в обмене веществ. Некоторые белки выполняют структурную или механическую функцию, образуя цитоскелет, поддерживающий форму клеток. Также белки играют ключевую роль в сигнальных системах клеток, при иммунном ответе и в клеточном цикле. Начиная с клеточной оболочки и заканчивая всеми составляющими клетки - все построено с участием молекул белка. Чтобы синтезировать белок в клетке необходимы дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая кислоты (РНК). ДНК несет в себе всю генетическую информацию, следовательно, в зависимости от заложенных в ней данных и будет строиться тот или иной белок. РНК ведет роль посредника между ДНК и синтезируемым белком. Процесс преобразования наследственной информации от гена в РНК или белок называется экспрессией генов.
Хотя все клетки нашего организма имеют одну и ту же переданную по наследству геномную ДНК, каждая клетка транскрибирует различные гены в виде мРНК в соответствии с типом клетки, биологическими процессами, нормальным или патологическим состоянием и т.д. Данное разнообразие в профилях генной экспрессии интенсивно изучается ввиду его биологического и клинического значения. Еще в конце 1980-х годов была использована технология микрочипов, которая на сегодняшний день позволяет одновременно отслеживать экспрессию десятков тысяч генов, создавая молекулярный портрет клетки. Эти данные могут быть использованы для идентификации генов, отвечающих за конкретное заболевание.
В данной работе были рассмотрены некоторые приложения теории кооперативных игр для анализа данных, полученных с помощью технологии микрочипов. Однако, такие подходы не дают ответы на нормативные вопросы, как и не дают советы группам генов о том, как они должны вести себя внутри биологической клетки, а используются для описания поведения генов и предсказания исхода их взаимодействия.
Цель работы: изучить применение теории кооперативных игр к вычислению силы генов; применить теорию на практическом примере с реализацией алгоритма.
В данной работе было рассмотрено приложение теории кооперативных игр к анализу экспрессии генов. А именно: определены понятия микрочиповой игры, булевой матрицы экспрессии, индекса значимости генов, партнерства генов и т.д., представлена аксиоматическая характеристика решений теории кооперативных игр в контексте микрочиповых игр, рассмотрен практический пример на основе изучения влияния генов на развитие болезни Альцгеймера. Также была реализована программа по подсчету вектора Шепли и индекса Банзафа, которая позволяет наглядно показать результаты применения данного отдела теории игр к исследованию силы генов.
