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生物信息学

第一篇：生物信息学浅谈对生物信息学的认识摘要生物信息学是采用计算机技术和信息论方法研究蛋白质及核酸序列等各种生物信息的采集、储存、传递、检索、分析和解读的科学,是现代生命科学与信息科学、计算机科学、数学、统计学、物理学和化学等学科相互渗透而形成的交叉学科。经过一学期的学习，我学到了很多很有用的知识，给我印象最深的有序列比对、蛋白质结构分析、核酸序列分析、数据库及数据库检索等内容。关键字：生物信息学认识基因组学数据库时光飞逝，一学期马上就要结束了，本学期的专业选修课也即将结束。在上课之前，我一直认为生物信息学就是在讲关于人类及动物的基因，以及基因之间的差别。但是，刚上了几节课，我就发现生物信息学根本不是我想象的那么简单，就这样我怀着对自己的怀疑和对这门课的好奇走进了这门课。生物信息学是一门新兴的、正在迅速发展的交叉学科,美国国家基因组研究中心认为,生物信息学是一个代表生物学、数学和计算机的综合力量的新兴学(Bioinformaticsisanemergingscientificdisciplinerepresentingthecombinedpowerofbiology,mathematics,andcomputers)。现代生物信息学是采用计算机技术和信息论方法研究蛋白质及核酸序列等各种生物信息的采集、储存、传递、检索、分析和解读的科学,是现代生命科学与信息科学、计算机科学、数学、统计学、物理学和化学等学科相互渗透而形成的交叉学科。在这短短的一学期课中，在老师的带领下，我们学到了很多关于生物信息学的知识，其中给我印象最深的有序列比对、蛋白质结构分析、核酸序列分析、数据库及数据库检索等内容。比如，序列比对，它的基本问题是比较两个或两个以上符号序列的相似性或不相似性。从生物学角度来看，它包含很多意义；如从相互重叠的序列片段中重构DNA的完整序列等。老师主要给我们介绍了blast比对。再如，对蛋白质的分析。比如我们实验测定了一条蛋白质序列或者从DNA序列翻译得来一条蛋白质序列，我们要借助生物信息学方法来对它进行基本性质及结构分析。其中基本性质包括它的分子量、氨基酸数目、排列顺序、等电点分析等。结构分析包括跨膜螺旋分析等。要运用的工具是protparamtool和TMHMM。对于这两个工具我都进行了实际操作练习，我觉得这对我们以后的理论学习和实验分析都非常重要。现代生物信息学的主要研究领域及其进展1、基因组学和蛋白组学研究基因组和蛋白组研究是生物信息学的主要内容.同样,生物信息学是基因组和蛋白组研究中必不可少的工具。基因组学(Genomics)和蛋白组学(Proteomics)的实质就是分析和解读核酸和蛋白质序列中所表达的结构与功能的生物信息.这方面的研究已成为生物信息学的主要研究内容之一.一种生物的全部遗传构成被称为该种生物的基因组.有关基因组的研究称为基因组学.其中,序列基因组学(Sequencegenomics)主要研究测序和核苷酸序列;结构基因组学(Structuralgenomics)着重于遗传图谱、物理图谱和测序等方面的研究;功能基因组学(Functionalgenomics)则研究以转录图为基础的基因组表达图谱;比较基因组学(Comparativege2nomics)的研究内容包括对不同进化阶段基因组的比较和不同种群和群体基因组的比较。蛋白组和蛋白组学的概念是随基因组和基因组学的出现而出现的.蛋白组(proteme)的概念是由于基因表达水平并不能代表细胞中活性蛋白质的数量,基因组序列并不能描述活性蛋白质所必需的翻译后修饰和反映蛋白质种类和含量的动态变化过程而提出的.在一定条件下某一基因组蛋白质表达的数量类型称为蛋白组,代表这一有机体全部蛋白质组成及其作用方式.有关蛋白组的研究称为蛋白组学.其中,蛋白组的研究技术与方法、双向凝胶电泳图谱以及对不同条件下蛋白组变化的比较分析是蛋白组学的主要研究内容。生物信息学在基因组和蛋白组研究中所起的作用主要有:（1)基因组信息结构的计算分析.即对基因组数据进行大规模并行计算并预测各种新基因和功能位点,研究大量非编码区序列的信息结构和可能的生物学意义。(2)模式生物全基因组信息结构的比较研究.即对已完成全基因组测序的各种模式生物的基因组信息结构进行比较分析,包括同源序列的搜索比较和指导基因克隆.(3)功能基因组的相关信息分析,包括对基因表达图谱及其相关算法和软件的研究,与功能基因组信息相关的核酸、蛋白质的空间结构的预测模拟以及蛋白质的功能预测。2、生物信息数据库复杂的生物和生物界和日新月异的生命科学研究产出的大量的生物学信息，对这些信息的储存、检索、比较分析必须借助于计算机数据库技术,包括各类生物学信息数据库的建立与维护、数据的添加与注释、更新与查询、数据库资料的网络化等研究