【文章內(nèi)容簡介】 學信息，對這些信息的儲存、檢索、比較分析必須借助于計算機數(shù)據(jù)庫技術(shù), 包括各類生物學信息數(shù)據(jù)庫的建立與維護、數(shù)據(jù)的添加與注釋、更新與查詢、數(shù)據(jù)庫資料的網(wǎng)絡(luò)化等研究內(nèi)容?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫有：核酸序列數(shù)據(jù)庫（GenBank、EMBL、DDBJ）、基因組數(shù)據(jù)庫、基因圖譜數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫（SWTSSPROT、PIR）和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫（Interpro）等。隨著生命科學的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)庫種類不斷增加、結(jié)構(gòu)日益復雜、使用也越來越方便。生物信息學作為一門新興學科已經(jīng)成為生命科學研究中必不可少的研究手段 本文對數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫搜索序列比對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測藥物設(shè)計基因芯片技術(shù)幾個方面做了介紹較為系統(tǒng)地闡述了生物信息學在這些領(lǐng)域的應(yīng)用 當然它所涉及的內(nèi)容與方法遠遠不只上面提到的那些 新基因和 的發(fā)現(xiàn)與鑒定非編碼區(qū)信息結(jié)構(gòu)分析遺傳密碼的起源和生物進化完整基因組的比較研究 大規(guī)?；蚬δ鼙磉_譜的分析等都是生物信息學研究的對象 相信不久的將來生物信息學會在生命科學領(lǐng)域扮演越來越重要的角色。參考文獻：現(xiàn)代生物信息學及其主要研究領(lǐng)域 蕭浪濤(湖南農(nóng)業(yè)大學理學院, 湖南長沙 410128)生物信息學技術(shù)進展 郭志云 張懷渝 梁龍 軍事醫(yī)學科學院 生物工程研究所,北京100071。四川農(nóng)業(yè)大學生命科學及理學院,雅安 625014利用生物信息學技術(shù)研究蛋白功能的幾種方法 王劍利 楊章民綜述 王一理審閱 西安交通大學醫(yī)學院免疫病理學研究室(西安, 710061)第三篇：生物信息學生物信息學是上世紀90年代初人類基因組計劃(HGP)依賴，隨著基因組學、蛋白組學等新興學科的建立，逐漸發(fā)展起來的生物學、數(shù)學和計算機信息科學的一門交叉應(yīng)用學科。目前生物信息學的研究領(lǐng)域主要包括基于生物序列數(shù)據(jù)的整理和注釋、生物信息挖掘工具開發(fā)及利用這些工具揭示生物學基礎(chǔ)理論知識等領(lǐng)域。生物信息學作為新型交叉應(yīng)用學科，可以依托本校已有的計算機科學、信息學、生物學和數(shù)學等學科優(yōu)勢，充分展現(xiàn)投入少、見效快、起點高的特色，推動學校學科建設(shè)和本科教學水平。本實驗指導書中的8個實驗均設(shè)計為綜合性開發(fā)實驗，面向生物信息學院全體本科學生和研究生，以及全校對生物信息學感興趣的其他專業(yè)學生開放。生物信息學實驗室將提供系統(tǒng)的保障，包括采用mail服務(wù)器和linux帳號管理等進行實驗過程管理和支持。限選《生物信息學及實驗》的生物技術(shù)專業(yè)本科生至少選擇其中5個實驗，并不少于8個學時。其他選修者按照課時和學校相關(guān)規(guī)定計算創(chuàng)新學分。實驗一 熟悉生物信息學網(wǎng)站及其數(shù)據(jù)的生物學意義實驗目的：培養(yǎng)學生利用互聯(lián)網(wǎng)資源獲取生物信息學研究前沿和相關(guān)數(shù)據(jù)的能力，熟悉生物信息學相關(guān)的一些重要國內(nèi)外網(wǎng)站，及其核酸序列、蛋白質(zhì)序列及代謝途徑等功能相關(guān)數(shù)據(jù)庫，學會下載生物相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，了解不同的數(shù)據(jù)文件格式和其中重要的生物學意義。實驗原理：利用互聯(lián)網(wǎng)資源檢索相關(guān)的國內(nèi)外生物信息學相關(guān)網(wǎng)站，如：NCBI、SANGER、TIGR、KEGG、SWISSPORT、Ensemble、中科院北京基因組研究所、北大生物信息學中心等，下載其中相關(guān)的數(shù)據(jù)，如fasta、genbank格式的核算和蛋白質(zhì)序列、pathway等數(shù)據(jù)，理解其重要的生物學意義。實驗內(nèi)容：，并描述網(wǎng)站特征；（組）以上，并說明其生物學意義；，并設(shè)計一個研究設(shè)想。實驗報告：；；：這些生物信息學相關(guān)網(wǎng)站的信息資源，可以被那些生物信息學研究所利用。參考書目：《生物信息學概論》 羅靜初 等譯，北京大學出版社，2002；《生物信息學手冊》 郝柏林 等著，上?？萍汲霭嫔?，2004；《生物信息學實驗指導》 胡松年 等著，浙江大學出版社，2003。實驗二 利用BLAST進行序列比對實驗目的：了解BLAST及其子程序的原理和基本參數(shù)，熟練地應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)平臺和Linux計算平臺進行本地BLAST序列比對，熟悉BLAST結(jié)果的格式和內(nèi)容并能描述其主要意義，同時比較網(wǎng)上平臺和本地平臺的優(yōu)缺點。實驗原理：利用實驗一下載的核算和蛋白質(zhì)序列，提交到NCBI或者其他擁有BLAST運算平臺的網(wǎng)頁上，觀察其基本參數(shù)設(shè)定庫文件類型，并得到計算結(jié)果；同時在本地服務(wù)器上學會用formatdb格式化庫文件，并輸入BLAST命令進行計算，獲得結(jié)果文件。實驗內(nèi)容：，得到匹配結(jié)果；，格式化庫文件，輸入命令行得到匹配結(jié)果；，闡述生物學意義。實驗報告：；；：不同平臺運行BLAST的需求比較。參考書目：《生物信息學概論》 羅靜初 等譯，北京大學出版社，2002；《生物信息學實驗指導》 胡松年 等著，浙江大學出版社，2003。實驗三 利用ClustalX(W)進行多序列聯(lián)配實驗目的：掌握用Clustal X(W)工具及其基本參數(shù)，對具有一定同源性和相似性的核酸與蛋白質(zhì)序列進行聯(lián)配和聚類分析，由此對這些物種的親緣關(guān)系進行判斷，并且對這些序列在分子進化過程中的保守性做出估計。實驗原理：首先對于輸入的每一條序列，兩兩之間進行聯(lián)配，總共進行n*（n1）/2次聯(lián)配，這一步通過一種快速的近似算法實現(xiàn)，其得分用來計算指導樹，系統(tǒng)樹圖能用于指導后面進行的多序列聯(lián)配的過程。系統(tǒng)樹圖是通過UPGMA方法計算的。在系統(tǒng)樹圖繪制完以后，輸入的所有序列按照得分高低被分成n1個組，然后再對組與組之間進行聯(lián)配，這一步用Myers和Miller算法實現(xiàn)。實驗內(nèi)容：，搜集整理出合適的數(shù)據(jù)； X，在Linux環(huán)境運行Clustal W；，用TREEV32或Njplotwin95生成NJ聚類圖。實驗報告：；；，并說明意義。參考書目：《生物信息學概論》 羅靜初 等譯，北京大學出版社，2002；《生物信息學實驗指導》 胡松年 等著，浙江大學出版社，2003。實驗四 ESTS分析實驗目的：熟悉使用一系列生物信息學分析工具對測序得到ESTs序列數(shù)據(jù)進行聚類處理，由此對獲得表達基因的豐度等相關(guān)信息，并且對這些表達基因進行功能的初步詮釋，為后續(xù)實驗通過設(shè)計RACE引物獲得全長基因，以及進一步的功能注釋和代謝途徑分析做好準備。實驗原理：首先用crossmatch程序去除ESTs原始序列中的載體成分和引物成分，然后用phrap生成congtig和singlet，用blast程序進一步將有同源性的contig和singlet進行功能聚類，最后通過blast對聚類獲得的cluster進行功能注釋。在實驗過程中將用到一些本實驗室寫好的perl程序用于連接各數(shù)據(jù)庫和工具軟件。實驗內(nèi)容： Aligner程序，并用它建立工程文件，導入例子文件夾里面的數(shù)據(jù)；練習對序列的各種查看方式。 Aligner程序里的Clip Ends, Trim Vector, Assemble等功能，完成序列的剪切、去雜質(zhì)、組裝工作。實驗報告：；。參考書目：《生物信息學概論》 羅靜初 等譯，北京大學出版社，2002；《基因表達序列標簽（EST）數(shù)據(jù)分析手冊》 胡松年 等著，浙江大學出版社，2005。實驗五 利用Primer RACE引物實驗目的：熟悉PCR引物設(shè)計工具Primer ，能夠根據(jù)實驗需要選擇相應(yīng)的引物設(shè)計方法設(shè)計PCR引物。實驗原理：PCR實驗是當代分子生物學的基本實驗之一，由于目標序列和實驗目的的不同，相應(yīng)設(shè)計引物的要求也不一樣。本實驗延續(xù)ESTs分析結(jié)果，對于其中需要獲得全長的基因進行RACE引物的設(shè)計，及5’和3’RACE引物，配合接頭序列設(shè)計單向引物，并模擬練習通過連接獲得全長的基因CDS序列。最后設(shè)計已知全長基因序列的PCR擴增引物。實驗內(nèi)容： ； GenBank 中任意獲取一個 DNA 序列，設(shè)計出該序列的合適引物； 實驗報告：、運算平臺、結(jié)果文件記錄；；參考書目：《生物信息學概論》 羅靜初 等譯，北京大學出版社，2002；《生物信息學實驗指導》 胡松年 等著，浙江大學出版社，2003。實驗八 perl程序的安裝、編寫、調(diào)試 實驗目的：培養(yǎng)學生能在windows和Linux兩種平臺安裝perl解釋器、編寫perl程序以及debug和運行的能力，熟悉perl語言基本語法，學會熟練編寫和運用perl程序進行基礎(chǔ)生物信息學研究。實驗原理：Perl語言是一門通用的腳本語言，具有強大的字符串處理功能，是生物信息學研究的強大幫手，學會了perl語言，就能方便地處理生物信息學研究中遇到的各種字符串文本，促進研究的快速進行。實驗內(nèi)容：；，并學會debug；。實驗報告：；；：perl語言在生物信息學研究中所起到的積極作用。參考書目：《PERL 編程24學時教程》（美）皮爾斯著 王建華等譯，機械工業(yè)出版社，2000；《生物信息學手冊》 郝柏林 等著，上?？萍汲霭嫔?，2004；《生物信息學實驗指導》 胡松年 等著，浙江大學出版社，2003第四篇：期末復習題這是期末復習題：八年級上學期歷史期末試卷