《生物信息學(xué)》課件

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1、 揭 開(kāi) 生 命 奧 秘 的 新 興 交 叉 學(xué) 科第 七 章 生 物 信 息 學(xué) 內(nèi) 容n生 物 信 息 學(xué) 概 念 n生 物 信 息 學(xué) 的 內(nèi) 容n生 物 信 息 學(xué) 的 研 究 方 法 和 技 術(shù)n生 物 信 息 學(xué) 軟 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 一 、 生 物 信 息 學(xué) 的 概 念 （ p199）生 物 信 息 學(xué) 是 用 數(shù) 理和 信 息 科 學(xué) 的 觀 點(diǎn) 、 理論 和 方 法 ， 以 計(jì) 算 機(jī) 為工 具 對(duì) 生 物 信 息 進(jìn) 行 收集 、 加 工 、 儲(chǔ) 存 、 傳 播 、檢 索 和 分 析 的 科 學(xué) 。研 究 材 料 和 結(jié) 果 是 各種 各 樣 的 生 物 學(xué) 數(shù) 據(jù) n

2、 人 基 因 組 海 量 信 息n 23對(duì) =46條 染 色 體n 30億 堿 基 對(duì) (base pairs)n 3 5萬(wàn) 個(gè) 基 因 基 因組 學(xué)n 3萬(wàn) 種 以 上 蛋 白 質(zhì) 蛋 白 質(zhì) 組 學(xué) n 基 因 表 達(dá) 、 作 用 、 調(diào)控 網(wǎng) 絡(luò) 已 經(jīng) 或 即 將 完 成 的 生 物 全 基 因 組n 幾 百 種 原 核 生 物n 酵 母 菌n 擬 南 芥 (1-2億 bp）n 水 稻n 人 類(lèi) (32億 bp)n 小 鼠 n 大 鼠n 豬n 雞 .等 生 物 信 息 學(xué) 的 概 念 n 后 基 因 組 時(shí) 代 的 到 來(lái)n 人 類(lèi) 首 次 了 解 了 自 身 的 基 因 序 列 ，

3、了 解了 很 多 遠(yuǎn) 親 生 物 的 基 因 序 列n 正 在 面 對(duì) 指 數(shù) 擴(kuò) 增 的 基 因 序 列 和 各 種 數(shù)據(jù) 庫(kù)n 面 臨 如 何 將 基 因 序 列 資 料 轉(zhuǎn) 變 為 有 用 的知 識(shí) ， 進(jìn) 而 服 務(wù) 于 人 類(lèi) ， 造 福 人 類(lèi) 健 康的 挑 戰(zhàn) n 人 類(lèi) 功 能 基 因 組 學(xué) 必 須 多 學(xué) 科 協(xié) 作n 生 物 信 息 學(xué) 技 術(shù)n 生 物 芯 片 技 術(shù)n 蛋 白 質(zhì) 組 學(xué) 技 術(shù)n 高 通 量 細(xì) 胞 篩 選 技 術(shù) 等n 生 物 信 息 學(xué) 是 人 類(lèi) 功 能 基 因 組 學(xué) 研究 的 必 要 工 具 實(shí) 驗(yàn)生 物 學(xué) 計(jì) 算生 物 學(xué)理 論生 物

4、學(xué) 生 物 信 息 的 開(kāi) 發(fā) 和 應(yīng) 用n 以 核 酸 蛋 白 質(zhì) 等 生 物 大 分 子 為 主 要 研 究 對(duì) 象n 以 信 息 、 數(shù) 理 、 計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 為 主 要 研 究 手 段n 以 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 為 主 要 研 究 環(huán) 境n 以 計(jì) 算 機(jī) 軟 件 為 主 要 研 究 工 具 n 對(duì) 序 列 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 存 儲(chǔ) 、 管 理 、 注 釋 、 加 工n 對(duì) 各 種 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 進(jìn) 行 查 詢(xún) 、 搜 索 、 比 較 、 分 析n 構(gòu) 建 各 種 類(lèi) 型 的 專(zhuān) 用 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 信 息 系 統(tǒng)n 研 究 開(kāi) 發(fā) 面 向 生 物 學(xué) 家 的 新 一 代 計(jì) 算 機(jī) 軟

5、 件 生 物 信 息 學(xué) 的 概 念 計(jì) 算 機(jī) 學(xué) 、計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò)醫(yī) 學(xué) 生 物 學(xué) 、分 子 生 物 學(xué)生 物 信 息 學(xué)數(shù) 學(xué) 、 統(tǒng) 計(jì) 學(xué)生 物 信 息 學(xué) 和 其 它 學(xué) 科 的 關(guān) 系生 物 信 息 學(xué) 是 一 門(mén)邊 緣 學(xué) 科 ， 它 位 于生 物 、 醫(yī) 學(xué) 、 計(jì) 算機(jī) 、 數(shù) 學(xué) 等 多 個(gè) 領(lǐng)域 的 交 叉 點(diǎn) 上 生 物 信 息 學(xué) 的 概 念 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 藥 物 篩 選高 通 量 虛 擬 篩 選 方 法分 子 數(shù) 據(jù) 庫(kù) ， 組 合 化學(xué) 化 合 物 庫(kù) ,靶 標(biāo) 生物 大 分 子 的 功 能 分 析. 蛋 白 質(zhì) 蛋 白 質(zhì) 相 互作 用 識(shí) 別 ，

6、 信 號(hào) 傳 導(dǎo)系 統(tǒng) 、 代 謝 途 徑 的 分子 模 擬 . 圖 像 處 理 、 聚類(lèi) 分 析 、 表 達(dá)譜 和 調(diào) 控 網(wǎng) 絡(luò)分 析 . 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 先 導(dǎo) 化 合物 設(shè) 計(jì) 、 藥 物 設(shè) 計(jì) 二 、 生 物 信 息 學(xué) 的 內(nèi) 容 （ p200） 1.基 因 與 基 因 組 分 析 可 讀 框 預(yù) 測(cè) 和基 因 標(biāo) 注 序 列 拼 接與 組 裝結(jié) 果 上 傳 到 數(shù)據(jù) 庫(kù) 堿 基 讀 取 載 體 標(biāo) 識(shí) 與 去 除測(cè) 序 儀 中 原 始 數(shù)據(jù) 的 采 樣 與 分 析大 規(guī) 模 基 因 序 列 測(cè) 定 生 物 信 息 學(xué) 的 內(nèi) 容 基 因 預(yù) 測(cè)DNA序 列 中 編 碼 區(qū)

7、的 鑒 定 預(yù) 測(cè) 方 法 的 依 據(jù) : 編 碼 統(tǒng) 計(jì) 學(xué) ： 編 碼 區(qū) 序 列 同 非 編 碼 區(qū) 序 列 相 比 ， 有不 同 的 特 點(diǎn) ， 存 在 一 些 非 隨 機(jī) 的 特 點(diǎn) GC 含 量 密 碼 子 偏 倚 性 (CODON FREQUENCY) 第 三 個(gè) 堿 基 組 成 基 因 結(jié) 構(gòu) /統(tǒng) 計(jì) 學(xué) 方 法 比 較 /同 源 性 生 物 信 息 學(xué) 的 內(nèi) 容 原 核 生 物 基 因 結(jié) 構(gòu)編 碼 區(qū)啟 動(dòng) 子 轉(zhuǎn) 錄 起 始 位 點(diǎn) 非 翻 譯 區(qū)轉(zhuǎn) 錄 區(qū)起 始 密 碼 子 終 止 密 碼 子5 3轉(zhuǎn) 錄 終 止 位 點(diǎn)RBS 生 物 信 息 學(xué) 的 內(nèi) 容 5 啟

8、 動(dòng) 子轉(zhuǎn) 錄 起 始 位 點(diǎn) 非 翻 譯 區(qū)轉(zhuǎn) 錄 區(qū)起 始 密 碼 子 終 止 密 碼 子 3轉(zhuǎn) 錄 終 止 位 點(diǎn)外 顯 子 切 除 和 拼 接 位 點(diǎn)GTAG內(nèi) 含 子 生 物 信 息 學(xué) 的 內(nèi) 容 l HMM?l HMM 描 述 了 模 型 中 各 隱 含 狀 態(tài) 的 轉(zhuǎn) 換 概 率基 因 組 序 列ATGCGTGCAGTCACCAGCAGTCAGTCGIntronsExon 隱 含 狀 態(tài)用 于 基 因 預(yù) 測(cè) 的 隱 馬 爾 可 夫 模 型HiddenMarkovModels， HMMATGCGTGCAGTCACCAGCAGTCAGTCG 基 因 組 序 列生 物 信 息 學(xué)

9、的 內(nèi) 容 特 定 狀 態(tài) 堿 基 對(duì) 的 概 率 取 決 于 它 前 面 堿 基 對(duì) 的 狀 態(tài) 向 另 一 種 狀 態(tài) 的 轉(zhuǎn) 換 概 率 取 決 于 轉(zhuǎn) 換 信 號(hào) 的 出 現(xiàn) (剪 切 位點(diǎn) ) 和 /或 在 特 定 隱 藏 狀 態(tài) 的 堿 基 對(duì) 平 均 數(shù) 量 (即 內(nèi) 含子 或 外 顯 子 大 小 ). IntronsExon P= 0.5P= 0.8 基 因 組 序 列ATGCGTGCAGTCACCAGCAGTCAGTCG用 于 基 因 預(yù) 測(cè) 的 隱 馬 爾 可 夫 模 型生 物 信 息 學(xué) 的 內(nèi) 容 n 研 究 主 要 集 中 在 核 苷 酸 序 列的 存 儲(chǔ) 、 分 類(lèi)

10、 、 檢 索 和 分 析等 方 面n 新 基 因 的 發(fā) 現(xiàn)n 非 蛋 白 編 碼 區(qū) 生 物 學(xué) 意 義 的 分 析n 基 因 組 整 體 功 能 及 其 調(diào) 節(jié) 網(wǎng) 絡(luò) 的 系統(tǒng) 把 握 n 基 因 組 演 化 與 物 種 演 化基 因 組 分 析 生 物 信 息 學(xué) 的 內(nèi) 容 n 蛋 白 質(zhì) 結(jié) 構(gòu)n 新 蛋 白 的 完 整 、 精 確 和 動(dòng)態(tài) 的 三 維 結(jié) 構(gòu)n 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 結(jié) 構(gòu) 模 擬n 理 解 蛋 白 質(zhì) 的 氨 基 酸 序 列和 三 維 結(jié) 構(gòu) 之 間 的 關(guān) 系n 蛋 白 質(zhì) 序 列 及 特 性 分 析n 蛋 白 質(zhì) 組 學(xué)2.蛋 白 質(zhì) 與 蛋 白 質(zhì) 組 分

11、 析 生 物 信 息 學(xué) 的 內(nèi) 容 相 當(dāng) 數(shù) 量 的 蛋 白 質(zhì) 、 核 酸 、 多 糖 的 三維 結(jié) 構(gòu) 獲 得 精 確 測(cè) 定 ， 基 于 生 物 大 分子 結(jié) 構(gòu) 知 識(shí) 的 藥 物 設(shè) 計(jì) 成 為 熱 點(diǎn) ；根 據(jù) 靶 標(biāo) 分 子 與 藥 物 分 子 相 結(jié) 合 的 活性 部 位 的 幾 何 形 狀 和 化 學(xué) 特 征 ， 設(shè) 計(jì)出 與 其 相 匹 配 的 具 有 新 穎 結(jié) 構(gòu) 的 藥 物分 子 。3 新 藥 設(shè) 計(jì) 三 、 生 物 信 息 學(xué) 的 研 究 方 法 和 技 術(shù) n 數(shù) 學(xué) 統(tǒng) 計(jì) 方 法n 在 分 析 DNA語(yǔ) 言 中 的 語(yǔ) 義 、 分 析 密 碼 子 使 用

12、頻 率 、 利 用 馬 爾 可 夫 模型 進(jìn) 行 基 因 識(shí) 別n 動(dòng) 態(tài) 規(guī) 劃 （ Dynamic Programming） 方 法 n 一 種 通 用 的 優(yōu) 化 方 法 ： 在 狀 態(tài) 空 間 中 ， 根 據(jù) 目 標(biāo) 函 數(shù) ， 通 過(guò) 遞 推 ，求 出 一 條 從 狀 態(tài) 起 點(diǎn) 到 狀 態(tài) 終 點(diǎn) 的 最 優(yōu) 路 徑 （ 代 價(jià) 最 小 的 路 徑 ） 。n DNA序 列 或 者 蛋 白 質(zhì) 序 列 的 兩 兩 對(duì) 比 排 列n 模 式 識(shí) 別 技 術(shù)n 兩 種 方 法n 根 據(jù) 統(tǒng) 計(jì) 特 征 進(jìn) 行 識(shí) 別n 根 據(jù) 對(duì) 象 的 結(jié) 構(gòu) 特 征 進(jìn) 行 識(shí) 別 ， 常 用 句

13、法 識(shí) 別 。n DNA序 列 上 功 能 位 點(diǎn) 和 特 征 信 號(hào) 的 識(shí) 別 n 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 技 術(shù)n 生 物 分 子 信 息 的 存 儲(chǔ) 、 管 理 、 查 詢(xún) 等 功 能 建 立 在 數(shù) 據(jù) 庫(kù)管 理 系 統(tǒng) 之 上n 人 工 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù)n 在 功 能 上 、 結(jié) 構(gòu) 上 模 擬 大 腦 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò)n 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 計(jì) 算 速 度 快 ， 更 具 有 分 析 智 能n 應(yīng) 用 ： 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 計(jì) 算 在 優(yōu) 化 和 模 式 識(shí) 別 方 面 具 有 非 常 強(qiáng)的 能 力 n 基 因 識(shí) 別 、 蛋 白 質(zhì) 結(jié) 構(gòu) 預(yù) 測(cè) 上 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 都 取 得 了 比 其

14、 它方 法 更 為 準(zhǔn) 確 的 結(jié) 果 n 分 子 模 型 化 技 術(shù)n 利 用 計(jì) 算 機(jī) 分 析 分 子 結(jié) 構(gòu) 。 通 過(guò)交 互 操 作 平 移 、 旋 轉(zhuǎn) 和 縮 放 分 子的 三 維 結(jié) 構(gòu) ， 從 不 同 的 角 度 觀 察分 子 構(gòu) 象 和 形 狀n 分 子 力 學(xué) 和 量 子 力 學(xué) 計(jì) 算n 主 要 基 于 半 經(jīng) 驗(yàn) 勢(shì) 函 數(shù) 的 分 子 力學(xué) 方 法 研 究 生 物 大 分 子 的 構(gòu) 象n 量 子 力 學(xué) 在 確 定 勢(shì) 函 數(shù) 的 參 數(shù) 和研 究 局 部 性 質(zhì)n 分 子 動(dòng) 力 學(xué) 模 擬 n 研 究 蛋 白 質(zhì) 的 構(gòu) 象 及 動(dòng) 力 學(xué) ， 是計(jì) 算 機(jī) 模

15、 擬 實(shí) 驗(yàn) 的 基 礎(chǔ) n 遺 傳 學(xué) 運(yùn) 算 規(guī) 則n Optimisers / Evolversn DNA computingEvolutionary Computation (Metaphors from DNA to Selection)生 物 信 息 學(xué) 的 研 究 方 法 和 技 術(shù) “HalfdayontheWeb， savesyouhalfmonthinthelab”n 專(zhuān) 家 系 統(tǒng)n 將 有 關(guān) 專(zhuān) 家 的 知 識(shí) 和 經(jīng) 驗(yàn) 以 一 定 的 知 識(shí) 表 示 形 式 （ 如產(chǎn) 生 式 規(guī) 則 、 語(yǔ) 義 網(wǎng) 絡(luò) 等 ） 存 放 在 計(jì) 算 中 以 智 能 的 方式 幫 助

16、 提 供 參 考 性 決 策 。 如 用 于 基 因 識(shí) 別n Internet技 術(shù) n 交 流 ： 通 過(guò) Internet網(wǎng) 交 流 生 物 分 子 數(shù) 據(jù)n 查 閱 ： 從 Internet網(wǎng) 上 查 生 物 分 子 數(shù) 據(jù) ， 如 原 始 的 序列 、 結(jié) 構(gòu) 數(shù) 據(jù) ， 加 工 處 理 的 數(shù) 據(jù)n 服 務(wù) ： 將 所 要 處 理 的 數(shù) 據(jù) 直 接 送 到 相 應(yīng) 的 網(wǎng) 絡(luò) 服 務(wù) 器上 ， 服 務(wù) 器 接 受 你 的 處 理 請(qǐng) 求 ， 并 將 處 理 結(jié) 果 返 回 給你 生 物 信 息 學(xué) 的 研 究 方 法 和 技 術(shù) 國(guó) 外 一 直 非 常 重 視 生 物 信 息 學(xué)

17、 的 發(fā) 展 ， 各 種 專(zhuān)業(yè) 研 究 機(jī) 構(gòu) 和 公 司 如 雨 后 春 筍 般 涌 現(xiàn) 出 來(lái) ， 生 物 科技 公 司 和 制 藥 工 業(yè) 內(nèi) 部 的 生 物 信 息 學(xué) 部 門(mén) 的 數(shù) 量 也與 日 俱 增n1979年 ， 美 國(guó) 洛 斯 阿 拉 莫 斯 國(guó) 家 實(shí) 驗(yàn) 室 建 立 起 GenBank數(shù) 據(jù)庫(kù) ；n1982年 ， 歐 洲 分 子 生 物 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 室 提 供 核 酸 序 列 數(shù) 據(jù) 庫(kù) EMBL的 服 務(wù) ；n1984年 ， 日 本 著 手 建 立 國(guó) 家 級(jí) 的 核 酸 序 列 數(shù) 據(jù) 庫(kù) DDBJ并 于1987年 開(kāi) 始 提 供 服 務(wù)四 、 常 用 的 分 子

18、生 物 學(xué)軟 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) （ p210） 國(guó) 內(nèi) 對(duì) 生 物 信 息 學(xué) 領(lǐng) 域 也 越 來(lái) 越重 視 n 1997年 3月 ， 北 京 大 學(xué) 于 成 立 了生 物 信 息 學(xué) 中 心 ；n 2000年 3月 ， 中 科 院 上 海 生 命 科學(xué) 研 究 院 成 立n 其 他 ， 北 京 大 學(xué) 的 羅 靜 初 和 顧 孝誠(chéng) 教 授 在 生 物 信 息 學(xué) 網(wǎng) 站 建 設(shè) 方面 、 中 科 院 生 物 物 理 所 的 陳 潤(rùn) 生研 究 員 在 EST序 列 拼 接 方 面 以 及在 基 因 組 演 化 方 面 、 天 津 大 學(xué) 的張 春 霆 院 士 在 DNA序 列 的 幾 何 學(xué)

19、分 析 方 面 等 等 軟 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) n 基 因 圖 譜 數(shù) 據(jù) 庫(kù)n 核 酸 序 列 數(shù) 據(jù) 庫(kù)n 蛋 白 質(zhì) 序 列 數(shù) 據(jù) 庫(kù)n 大 分 子 結(jié) 構(gòu) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 等n 國(guó) 際 著 名 的 生 物 信 息 中 心n NCBI National Center for Biotechnology Information (US) n EBI European Bioinformatics Institute (EU)n H G MP H uman G enome Mapping Project Resource Centre (UK )n ExPASy Expert of Prote

20、in Analysis System (Switzerland )n CMBI Centre of Molecular and Biomolecule (The Netherlands)n ANG IS National G enome Information Service (Australia) n NIG National Institute of G enetics (Japan)n BIC National Bioinformatics Centre (Singapore) 1. 數(shù) 據(jù) 庫(kù) n 國(guó) 內(nèi) 部 分 生 物 信 息 學(xué) 和 生 物 醫(yī) 學(xué) 信 息 服 務(wù) 器n 北 京 大

21、 學(xué) 生 物 信 息 中 心 http:/n 中 國(guó) 生 物 信 息 http:/www.biosino.org/n 北 京 大 學(xué) 物 理 化 學(xué) 研 究 所 http:/n 北 京 醫(yī) 科 大 學(xué) 生 物 醫(yī) 學(xué) 信 息 http:/n 中 國(guó) 科 學(xué) 院 微 生 物 研 究 所 http:/n 天 津 大 學(xué) 生 物 信 息 中 心 http:/ n 中 科 院 計(jì) 算 所 智 能 信 息 處 理 重 點(diǎn) 實(shí) 驗(yàn) 室 生 物 信 息 學(xué) 研 究 組 http:/ 中 國(guó) 科 學(xué) 院 基 因 組 信 息 學(xué) 中 心 http:/ DNA數(shù) 據(jù) 庫(kù)n G enbankn 包 含 所 有 已

22、知 的 核 酸 序 列 和 蛋 白 質(zhì) 序 列 ， 以 及相 關(guān) 的 文 獻(xiàn) 著 作 和 生 物 學(xué) 注 釋 。n 美 國(guó) 國(guó) 立 生 物 技 術(shù) 信 息 中 心 (NCBI)建 立 和 維 護(hù)n EMBL核 酸 序 列 數(shù) 據(jù) 庫(kù)n 由 歐 洲 生 物 信 息 學(xué) 研 究 所 (EBI)維 護(hù) n 通 過(guò) 因 特 網(wǎng) 上 的 序 列 提 取 系 統(tǒng) (SRS)服 務(wù) 完 成查 詢(xún) 檢 索 。n DDBJ數(shù) 據(jù) 庫(kù)n 日 本 國(guó) 立 遺 傳 學(xué) 研 究 所 維 護(hù)n 與 Genbank和 EMBL核 酸 庫(kù) 合 作 交 換 數(shù) 據(jù) 。 使用 主 頁(yè) 上 SRS工 具 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 檢 索 和

23、 序 列 分 析 全 球 數(shù) 據(jù) 已 實(shí) 現(xiàn) 同 步 化Global data synchronization軟 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) GenBank的 增 長(zhǎng) 圖 片 來(lái) 自 http:/www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/genbankstats.html 軟 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 資 料 來(lái) 自 ： http:/www.ddbj.nig.ac.jp/images/ddbjnew/DBGrowth-e.gif2005年 6月 發(fā) 行 的 第 84版 EMBL數(shù) 據(jù) 庫(kù) 中 ， 總 計(jì) 超 過(guò) 4525萬(wàn)條 、 491億 堿 基 數(shù) 量 的 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 軟 件 和 數(shù) 據(jù)

24、庫(kù) PublicfreeAvailableviaInternet三 大 基 因 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 之 間 的 關(guān) 系NucleotideSequenceDatabase(entry) 2005.6.15完 整 序 列 軟 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 蛋 白 質(zhì) 信 息 資 源 數(shù) 據(jù) 庫(kù) （ PIR）n 主 要 提 供 按 同 源 性 和 分 類(lèi) 學(xué) 組 織 的 綜 合 性 、 非 冗 余 數(shù)據(jù) 庫(kù)n PIR由 美 國(guó) 華 盛 頓 的 國(guó) 家 醫(yī) 學(xué) 研 究 基 金 會(huì) 支 持 ， 德 國(guó)馬 普 學(xué) 會(huì) 的 慕 尼 黑 蛋 白 質(zhì) 序 列 信 息 中 心 (MIPS)和 日 本國(guó) 際 蛋 白 質(zhì) 序 列 數(shù)

25、 據(jù) 庫(kù) (JIPID)共 同 維 護(hù) 。 n PIR通 過(guò) 提 供 蛋 白 質(zhì) 序 列 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 、 衍 生 的 相 關(guān) 數(shù) 據(jù) 庫(kù)及 相 應(yīng) 的 軟 件 而 支 持 有 關(guān) 分 子 進(jìn) 化 、 功 能 基 因 組 學(xué) 和計(jì) 算 生 物 學(xué) 方 面 的 研 究 ， 軟 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 蛋 白 質(zhì) 結(jié) 構(gòu) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) (PDB)n 由 美 國(guó) 自 然 科 學(xué) 基 金 會(huì) 、 能 源 部 和國(guó) 立 衛(wèi) 生 研 究 院 共 同 投 資 建 立n 主 要 由 X-射 線(xiàn) 晶 體 衍 射 和 核 磁 共 振(NMR)測(cè) 得 的 生 物 大 分 子 三 維 結(jié) 構(gòu) 組成 n 用 戶(hù) 可 直 接 查

26、 詢(xún) 、 調(diào) 用 和 觀 察 庫(kù) 中所 收 錄 的 任 何 大 分 子 三 維 結(jié) 構(gòu) 軟 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) PBD數(shù) 據(jù) 的 增 長(zhǎng) 軟 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 2.軟 件n 序 列 對(duì) 比 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 搜 索 軟 件 BLAST, FASTA, BLITZ等n 生 物 大 分 子 可 視 化 軟 件 有 Rasmol, Mage, Raster3d, Grasp等n 與 蛋 白 質(zhì) 結(jié) 構(gòu) 有 關(guān) 的 程 序 有 Procheck, WHATIF, DSSP等n 大 型 分 子 生 物 學(xué) 軟 件 包 如 GCG. n 在 基 因 識(shí) 別 著 名 軟 件 GRAIL、 GeneID、Ge

27、neMark等 n 蛋 白 質(zhì) 二 級(jí) 結(jié) 構(gòu) 預(yù) 測(cè) 程 序 PHD 軟 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 序 列 分 析 軟 件 DNAMANhttp:/ n DNAMAN是 美 國(guó) Lynnon BioSoft公 司 開(kāi) 發(fā) 的 高 度集 成 化 的 分 子 生 物 學(xué) 應(yīng) 用 軟 件 ， 幾 乎 可 完 成 所有 日 常 核 酸 和 蛋 白 質(zhì) 序 列 分 析 工 作 ， 包 括 多 重序 列 對(duì) 齊 、 PCR引 物 設(shè) 計(jì) 、 限 制 性 酶 切 分 析 、 蛋白 質(zhì) 序 列 分 析 、 質(zhì) 粒 繪 圖 等 。 具 有 面 向 Windows和 Macintosh兩 個(gè) 版 本 。 軟 件 和

28、數(shù) 據(jù) 庫(kù) 綜 合 序 列 分 析 軟 件 BioEdithttp:/www.mbio.ncsu.edu/BioEdit/bioedit.html軟 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 序 列 分 析 與 管 理 軟 件 Omigahttp:/ 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) Vector NTIhttp:/ 用 Vector NTI軟 件 管 理 序 列和 進(jìn) 行 片 段 重疊 群 分 析 n 用 Vector NTI軟 件 分 析 蛋 白質(zhì) 序 列 的 跨 膜區(qū) 及 顯 示 蛋 白質(zhì) 的 三 維 結(jié) 構(gòu) 軟 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) RasMol軟 件 顯 示 分 子 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 蛋 白 質(zhì) 三 維 分 子 結(jié) 構(gòu)

29、 顯 示 軟 件 RasMol軟 件 和 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 綜 合 生 物 信 息 學(xué) 資 源 生 物 軟 件 網(wǎng)http:/www.bio- n 生 物 信 息 學(xué) 研 究 是 利 用 數(shù) 理 統(tǒng) 計(jì) 、 模 式識(shí) 別 、 動(dòng) 態(tài) 規(guī) 劃 、 密 碼 解 讀 、 語(yǔ) 意 解 析 、信 令 傳 遞 、 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 、 遺 傳 算 法 以 及 隱馬 氏 模 型 等 各 種 方 法n 對(duì) 序 列 、 結(jié) 構(gòu) 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 定 性 和 定 量 分 析 ，從 中 獲 取 基 因 編 碼 、 基 因 調(diào) 控 、 序 列 -結(jié)構(gòu) -功 能 關(guān) 系 等 理 性 知 識(shí)n 闡 明 細(xì) 胞 、 器 官 和 個(gè) 體 的 發(fā) 生 、 發(fā) 育 、病 變 、 衰 亡 的 基 本 規(guī) 律 和 時(shí) 空 聯(lián) 系 n 探 索 生 命 起 源 、 生 物 進(jìn) 化 、 生 命 本 質(zhì) 等重 大 理 論 問(wèn) 題 ， 最 終 建 立 “ 生 物 學(xué) 周 期表 ” 小 結(jié) n 生 命 科 學(xué) +信 息 科 學(xué)n 運(yùn) 籌 于 帷 幄 (計(jì) 算 )之 中n 從 實(shí) 驗(yàn) 中 來(lái) ， 到 實(shí) 驗(yàn) 中 去 n 游 戲 規(guī) 則 ： 索 取 與 奉 獻(xiàn)思 考 題 ： 什 么 是 生 物 信 息 學(xué) ？