生物信息學(xué)復(fù)習資料(已修改)
2025-06-19 21:16 本頁面
【正文】 生物信息學(xué)復(fù)習資料第一講 生物信息學(xué)緒論生物信息學(xué)誕生于計算機初創(chuàng)時期，1956年在美國田納西州的Gatlinburg召開了首次“生物學(xué)中的信息理論討論會”２、20世紀80年代末“林華安”博士創(chuàng)造了”bioinformatics”一詞３、數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建：1979年美國Genbank數(shù)據(jù)庫；1982年歐洲分子生物實驗室EMBL核酸序列數(shù)據(jù)庫；1984年日本國家級核酸序列數(shù)據(jù)庫DDBJ專業(yè)機構(gòu)：1988年美國成立了“生物技術(shù)信息中心”（NCBI）；歐洲生物信息學(xué)研究所（EBI）于1993年構(gòu)建．生物信息學(xué)產(chǎn)生的背景（１）、傳統(tǒng)生物學(xué)和現(xiàn)代生物學(xué)都是一門實驗學(xué)科，生物學(xué)的發(fā)展需要數(shù)學(xué)模型的介入（２）、海量生物學(xué)數(shù)據(jù)信息的產(chǎn)生（2002年8月，Genbank中的序列量已達18197000,而堿基對數(shù)達22617000000,且以每秒220對的速度增加），數(shù)據(jù)的分析處理成為生物學(xué)發(fā)展的“瓶頸”（３）、新的生物學(xué)研究模式的出發(fā)點應(yīng)是理論：從理論出發(fā)，再回到實驗中追蹤或驗證這些理論假設(shè)生物信息學(xué)定義（廣義）：應(yīng)用信息科學(xué)的方法和技術(shù)，研究生物體系和生命過程中信息的存貯、信息的內(nèi)涵和信息的傳遞，研究和分析生物體細胞、組織、器官的生理、病理、藥理過程中的各種生物信息，或者也可以說成是生命科學(xué)中的信息科學(xué)。 狹義：應(yīng)用信息科學(xué)的理論、方法和技術(shù)，管理、分析和利用生物分子數(shù)據(jù)。一般提到的“生物信息學(xué)”是就指這個狹義的概念，更準確地說，應(yīng)該是分子生物信息學(xué)（Molecular Bioinformatics） 生物信息學(xué)研究的主要對象——兩種信息載體：DNA分子和蛋白質(zhì)分子(1)遺傳信息的載體——DNA 遺傳信息的載體主要是DNA，控制生物體性狀的基因是一系列DNA片段，生物體生長發(fā)育的本質(zhì)就是遺傳信息的傳遞和表達 (2)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能蛋白質(zhì)功能取決于蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu) ，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定于蛋白質(zhì)的序列（這是目前基本共認的假設(shè)），蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的信息隱含在蛋白質(zhì)序列之中。生物分子數(shù)據(jù)類型：DNA序列數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)、生物分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、生物分子功能數(shù)據(jù)、第一步遺傳密碼和第二部遺傳密碼第一部遺傳密碼已被破譯，但對密碼的轉(zhuǎn)錄過程還不清楚，對大多數(shù)DNA非編碼區(qū)域的功能還知之甚少， 對于第二部密碼，目前則只能用統(tǒng)計學(xué)的方法進行分析。無論是第一部遺傳密碼，還是第二部遺傳密碼，都隱藏在大量的生物分子數(shù)據(jù)之中。分子生物學(xué)的三大核心數(shù)據(jù)庫（1）GenBank核酸序列數(shù)據(jù)庫 （2）SWISSPROT蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫 （3）PDB生物大分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫 1生物信息學(xué)的目標和任務(wù)：揭示生物分子數(shù)據(jù)的內(nèi)涵是生物信息學(xué)的長遠目標 （1）收集和管理生物分子數(shù)據(jù)（2）數(shù)據(jù)分析和挖掘（3）開發(fā)分析工具和實用軟件1生物信息學(xué)主要研究內(nèi)容1) 破譯遺傳語言、識別基因2) 預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能3) 認識生物界信息存貯和傳遞的本質(zhì)4) 研究藥物作用機制和開發(fā)新藥1目前生物信息學(xué)主要研究內(nèi)容1) 生物分子數(shù)據(jù)的收集與管理2) 數(shù)據(jù)庫搜索及序列比較 3) 基因組序列分析 4) 基因表達數(shù)據(jù)的分析與處理 5) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測 1在二級結(jié)構(gòu)預(yù)測方面主要方法有：立體化學(xué)方法、圖論方法、統(tǒng)計方法、最鄰近決策方法、基于規(guī)則的專家系統(tǒng)方法、分子動力學(xué)方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法 1生物信息學(xué)研究意義1）認識生物本質(zhì)了解生物分子信息的組織和結(jié)構(gòu)，破譯基因組信息，闡明生物信息之間的關(guān)系。2）改變生物學(xué)的研究方式 改變傳統(tǒng)研究方式，引進現(xiàn)代信息學(xué)方法3）在醫(yī)學(xué)上的重要意義為疾病的診斷和治療提供依據(jù)，為設(shè)計新藥提供依據(jù)1生物信息學(xué)的應(yīng)用? 生物信息的經(jīng)濟價值與生物信息學(xué)市場? 基因組分析? 基因芯片? 藥物
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