生物信息學(xué) 第一章 生物信息學(xué)概述

《生物信息學(xué) 第一章 生物信息學(xué)概述》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物信息學(xué) 第一章 生物信息學(xué)概述（56頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、生物信息學(xué)生物信息學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院初步計(jì)劃講授內(nèi)容初步計(jì)劃講授內(nèi)容第一章 概論（2）第二章 生物學(xué)基礎(chǔ)（略）第三章 生物信息數(shù)據(jù)庫及其信息檢索（4-6）第四章 序列比對(duì)與算法（6）第五章 核酸序列分析（6）第六章 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測和分子設(shè)計(jì)（4-6）第七章 基因組信息學(xué)（4）第八章 蛋白質(zhì)組信息學(xué)（4）第九章 生物信息學(xué)前沿（自學(xué)）參考書籍參考書籍1、生物信息學(xué)教程生物信息學(xué)教程蔡祿蔡祿. 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社, 20072、生物信息學(xué)生物信息學(xué)(第二版第二版)張陽德主編張陽德主編. 科學(xué)出版社科學(xué)出版社, 20093、生物信息學(xué)生物信息學(xué)陶士珩主編陶士珩主編. 科

2、學(xué)出版社科學(xué)出版社, 20074、生物信息學(xué)應(yīng)用技術(shù)生物信息學(xué)應(yīng)用技術(shù)王祿山王祿山, 高培基高培基.化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社, 20075、生物信息學(xué)與功能基因組學(xué)生物信息學(xué)與功能基因組學(xué)(美美)喬納森喬納森佩夫斯納佩夫斯納 著著; 孫孫之榮之榮 譯譯. 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社, 2006網(wǎng)上資源網(wǎng)上資源1、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)國家精品課程生物信息學(xué)網(wǎng)站、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)國家精品課程生物信息學(xué)網(wǎng)站(http:/ http:/www.ncbi.nlm.nih.gov)期刊期刊生物信息學(xué)生物信息學(xué)、Bioinformatics、BMC Bioinformatics 生物信息學(xué)概述生物信息學(xué)概述什么是

3、生物信息學(xué)：什么是生物信息學(xué)：生物信息學(xué)(Bioinformatics)： 是研究生物信息的采集，處理，存儲(chǔ)，傳播，分析和解釋等各方面的學(xué)科。 是隨著生命科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的迅猛發(fā)展而快速突起的一門學(xué)科。 是生命科學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、現(xiàn)代數(shù)學(xué)、信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的結(jié)合學(xué)科，可揭示大量而復(fù)雜的生物數(shù)據(jù)所蘊(yùn)藏的生物學(xué)奧秘。 生物生物信息信息學(xué)？新興的交叉學(xué)科學(xué)？新興的交叉學(xué)科Mathematical Mathematical sciencessciencesComputer Computer sciencessciencesLife Life sciencessciences生物學(xué)背景？生物學(xué)背景？

4、分子生物學(xué)基因工程分子生物學(xué)基因工程數(shù)學(xué)？數(shù)學(xué)？ 統(tǒng)計(jì)學(xué)，模型，算法統(tǒng)計(jì)學(xué)，模型，算法計(jì)算機(jī)科學(xué)背景？計(jì)算機(jī)科學(xué)背景？ Linux/Perl/PHP/JAVA/C+/Visual BasicLinux/Perl/PHP/JAVA/C+/Visual Basic 生物生物信息信息學(xué)的學(xué)習(xí)人員：學(xué)的學(xué)習(xí)人員：1）學(xué)習(xí)生物信息學(xué)是為了發(fā)展生物信息學(xué)）學(xué)習(xí)生物信息學(xué)是為了發(fā)展生物信息學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)家計(jì)算機(jī)科學(xué)家2）學(xué)習(xí)生物信息學(xué)是為了應(yīng)用生物信息學(xué)）學(xué)習(xí)生物信息學(xué)是為了應(yīng)用生物信息學(xué) 生物學(xué)家生物學(xué)家Bioinformatics in the UniverseUniverse (宇宙宇宙=空間空間+時(shí)

5、間時(shí)間)Human civilizationsciencesartsreligionsNatural sciencesSocial sciencesbiologymathematicsphysicsbiostatisticsbioinformaticsComputational biologyNon-human world生物信息學(xué)主要研究兩種信息載體生物信息學(xué)主要研究兩種信息載體一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)1、DNA分子分子2、蛋白質(zhì)分子、蛋白質(zhì)分子生物分子生物分子一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)DNA前體RNAmRNA多肽鏈多肽鏈基因的D

6、NADNA序列序列蛋白質(zhì)序列對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)關(guān)關(guān)系系遺遺傳傳密密碼碼(1)遺傳信息的載體遺傳信息的載體DNADNA通過自我復(fù)制，在生物體的繁衍過程中傳遞遺傳信息；DNARNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯蛋白蛋白質(zhì)質(zhì)基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯，使遺傳信息在生物個(gè)體中得以表達(dá)，并使后代表現(xiàn)出與親代相似的生物性狀。復(fù)制復(fù)制(2)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能l蛋白質(zhì)功能取決于蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu) l蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定于蛋白質(zhì)的序列（這是目前基本公認(rèn)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。三個(gè)重要的信息三個(gè)重要的信息(3) DNA分子和蛋白質(zhì)分子都含有進(jìn)化信息分子和蛋白質(zhì)分子都含有進(jìn)化信息通過比較相似的蛋白質(zhì)的核苷

7、酸序列，如肌紅蛋白和血紅蛋白，可以發(fā)現(xiàn)由于基因復(fù)制而產(chǎn)生的分子進(jìn)化證據(jù)。通過比較來自于不同種屬的同源蛋白質(zhì)，即直系同源蛋白質(zhì)，可以分析蛋白質(zhì)甚至種屬之間的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系，推測它們共同的祖先蛋白質(zhì)?？偨Y(jié)：生物分子至少攜帶著三種信息總結(jié)：生物分子至少攜帶著三種信息 遺傳信息遺傳信息 與功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)信息與功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)信息 進(jìn)化信息進(jìn)化信息 DNA核酸序列核酸序列蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸序列氨基酸序列蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)功能功能最基本的最基本的生物信息生物信息維持生命活維持生命活動(dòng)的機(jī)器動(dòng)的機(jī)器第一部第一部遺傳密碼遺傳密碼第二部第二部遺傳密碼遺傳密碼生命體系千姿生命體系千姿百態(tài)的變化百態(tài)的變化

8、生物分子數(shù)據(jù)及其關(guān)系生物分子數(shù)據(jù)及其關(guān)系蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定功能決定功能 第一部遺傳密碼已被破譯，但對(duì)密碼的轉(zhuǎn)錄過程還不清楚，對(duì)大第一部遺傳密碼已被破譯，但對(duì)密碼的轉(zhuǎn)錄過程還不清楚，對(duì)大多數(shù)多數(shù)DNADNA非編碼區(qū)域的功能還知之甚少非編碼區(qū)域的功能還知之甚少 對(duì)于第二部密碼，目前則只能用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)行分析對(duì)于第二部密碼，目前則只能用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)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。生物分子數(shù)據(jù)之中。生物分子數(shù)據(jù)是寶藏，生物分子數(shù)據(jù)是寶藏，生物信息數(shù)據(jù)庫是金礦，等待我們?nèi)ネ诰蚝屠?。生物?/p>

9、息數(shù)據(jù)庫是金礦，等待我們?nèi)ネ诰蚝屠?。生物分子信息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) 最基本直觀展示生命體系千姿百態(tài)的變化復(fù)雜剖析生物信息學(xué)涉及的生物分子數(shù)據(jù)庫生物信息學(xué)涉及的生物分子數(shù)據(jù)庫生物分子數(shù)據(jù)生物分子數(shù)據(jù) 計(jì)算機(jī)計(jì)算計(jì)算機(jī)計(jì)算 + 特征：特征：生物分子信息數(shù)據(jù)量大生物分子信息數(shù)據(jù)量大 生物分子信息復(fù)雜生物分子信息復(fù)雜 生物分子信息之間存在著密切的聯(lián)系生物分子信息之間存在著密切的聯(lián)系特征：特征：信息存儲(chǔ)量大信息存儲(chǔ)量大計(jì)算性能高速、有效計(jì)算性能高速、有效信息交流方便信息交流方便生物分子數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)計(jì)算生物分子數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)計(jì)算生物信息學(xué)生物信息學(xué)基本思想的

10、產(chǎn)生基本思想的產(chǎn)生 生物信息學(xué)生物信息學(xué) 的迅速發(fā)展的迅速發(fā)展二十世紀(jì)二十世紀(jì)50年代年代二十世紀(jì)二十世紀(jì)80-90年代年代生物科學(xué)和生物科學(xué)和技術(shù)的技術(shù)的發(fā)展發(fā)展人類基因組人類基因組計(jì)劃的計(jì)劃的推動(dòng)推動(dòng) n 20世紀(jì)世紀(jì)50年代，生物信息學(xué)開始孕育年代，生物信息學(xué)開始孕育n 20世紀(jì)世紀(jì)60年代，生物分子信息在概念上將計(jì)算生物學(xué)和計(jì)算年代，生物分子信息在概念上將計(jì)算生物學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)聯(lián)系起來，是生物信息學(xué)形成雛形的階段機(jī)科學(xué)聯(lián)系起來，是生物信息學(xué)形成雛形的階段 1962 Zucherkandl和和Pauling提出分子進(jìn)化理論提出分子進(jìn)化理論 1967 Dayhoff研制出蛋白質(zhì)序列圖集，后

11、演變?yōu)橹牡鞍踪|(zhì)信息源研制出蛋白質(zhì)序列圖集，后演變?yōu)橹牡鞍踪|(zhì)信息源PIRn 20世紀(jì)世紀(jì)70年代，核酸測序技術(shù)成熟，開始了少量的基因組測年代，核酸測序技術(shù)成熟，開始了少量的基因組測序工作，標(biāo)志著生物信息學(xué)的真正開端序工作，標(biāo)志著生物信息學(xué)的真正開端（1 1）前基因組時(shí)代（）前基因組時(shí)代（2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代前）年代前）n20世紀(jì)世紀(jì)70年代到年代到80年代初期，出現(xiàn)了一系列著名的序列比較方年代初期，出現(xiàn)了一系列著名的序列比較方法和生物信息分析方法法和生物信息分析方法1970 Needleman-Wunsch提出序列比對(duì)算法序列比對(duì)算法1970 Gibbs和McIntyre發(fā)表矩陣

12、打點(diǎn)作圖法矩陣打點(diǎn)作圖法1972 Gatlin將信息論引入序列分析，證實(shí)自然的生物分子序列是高度非隨機(jī)的1977 出現(xiàn)將DNA序列翻譯成蛋白質(zhì)序列的算法。1975 Pipas和McMahon首先提出運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)預(yù)測RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1978 Gingeras等研制出核酸序列中限制性酶切位點(diǎn)的識(shí)別軟件1981 Smith-Waterman算法出現(xiàn)1981 Doolittle提出序列模式的概念1983 Wilbur和Lipman提出序列數(shù)據(jù)庫的搜索算法1985 快速的蛋白質(zhì)序列相似性搜索程序FASTP/FASTN發(fā)布1988 Pearson和Lipman發(fā)表著名的序列比較算法序列比較算法FA

13、STAn20世紀(jì)世紀(jì)80年代以后，出現(xiàn)一批生物信息服務(wù)機(jī)構(gòu)和生物信息數(shù)年代以后，出現(xiàn)一批生物信息服務(wù)機(jī)構(gòu)和生物信息數(shù)據(jù)庫據(jù)庫1982 GenBank數(shù)據(jù)庫(Release3)公開1986 日本核酸序列數(shù)據(jù)庫DDBJ誕生1986 出現(xiàn)蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫SWISS-PROT1988 美國國家生物技術(shù)信息中心NCBI創(chuàng)立1988 成立歐洲分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)（EMBnet），專門發(fā)布各種生物數(shù)據(jù)庫n20世紀(jì)世紀(jì)90年代后，年代后，HGP促進(jìn)生物信息學(xué)的迅速發(fā)展，標(biāo)志工作促進(jìn)生物信息學(xué)的迅速發(fā)展，標(biāo)志工作是人類基因組測序，基因?qū)ふ液妥R(shí)別等。是人類基因組測序，基因?qū)ふ液妥R(shí)別等。1986 “基因組學(xué)”概念產(chǎn)生，研究基

14、因組的作圖、測序和分析1990國際人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)1993成立Sanger中心，專門從事基因組研究1995第一個(gè)細(xì)菌基因組測序完成1996酶母基因組測序完成1998第一個(gè)多細(xì)胞生物線蟲基因組測序1999果蠅基因組測序完成2000人類基因組測序基本完成2001人類基因組初步分析結(jié)果公布（2）基因組時(shí)代（）基因組時(shí)代（20世紀(jì)世紀(jì)90年代后至年代后至21世紀(jì)初）世紀(jì)初）Saccharomyces cerevisiae釀酒酵母釀酒酵母(1996-1997)Caenorhabditis elegans秀麗線蟲秀麗線蟲(1998)沖擊沖擊我國對(duì)人類基因組計(jì)劃的貢獻(xiàn)我國對(duì)人類基因組計(jì)劃的貢獻(xiàn)NoCent

15、erRegionSize(Mb)6/1-8/31/99Projected Kr4/1-11/30/99Proj Accum.Mr. 4/99-3/00Actual KGenbank Kr1Sanger Centre1,6,9,10,13,20,22,X85013009414200122WIBR(Clones from Wash U)837296290083Wash U2,3,4,7,11,15,18,Y90086555923007.94JGI5,16,1925068746121006.45Baylor1,2,3,X2304622616603.16Riken21,18,11q1601361955

16、202.17IMB8,21,X50180321801.58GenoscopeMost of 14851001183001.49U. Wash (Olson)10Beijing3p3012.512.51000.511GTC (Smith)105051500.4512MPIMG17,21,X6.94012400.313GBF21, reg of 96500.314Stanford (Davis)8231370.2915Keio2,6,8,22,213011751100.2316U. Wash (Hood LAB)14,15267127400.17Total2671Mb4663Kr2950Kr136

17、87Kr32.64Mr人類基因組計(jì)劃給生物信息學(xué)提出挑人類基因組計(jì)劃給生物信息學(xué)提出挑戰(zhàn)戰(zhàn) 隨著實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和可利用信息急劇增加，隨著實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和可利用信息急劇增加，信息的管理和分析信息的管理和分析成成為為HGP的一項(xiàng)重要的工作的一項(xiàng)重要的工作 發(fā)現(xiàn)生物學(xué)發(fā)現(xiàn)生物學(xué)規(guī)律，規(guī)律，解讀生物解讀生物遺傳密碼遺傳密碼認(rèn)識(shí)生命的本質(zhì)認(rèn)識(shí)生命的本質(zhì)研究基因組數(shù)據(jù)研究基因組數(shù)據(jù)之間的關(guān)系之間的關(guān)系分析現(xiàn)有的分析現(xiàn)有的基因組數(shù)據(jù)基因組數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)模型利用數(shù)學(xué)模型和人工智能技術(shù)和人工智能技術(shù)（3）后基因組時(shí)代（）后基因組時(shí)代（21世紀(jì)后至今）世紀(jì)后至今）n21世紀(jì)后，發(fā)展重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到功能基因組學(xué)研究領(lǐng)域，主要標(biāo)世紀(jì)

18、后，發(fā)展重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到功能基因組學(xué)研究領(lǐng)域，主要標(biāo)志技術(shù)是進(jìn)行高通量基因組分析（志技術(shù)是進(jìn)行高通量基因組分析（megabace、3700、454測序技測序技術(shù)）、蛋白質(zhì)組分析和各種數(shù)據(jù)的比較整合等，出現(xiàn)了轉(zhuǎn)錄組、蛋術(shù)）、蛋白質(zhì)組分析和各種數(shù)據(jù)的比較整合等，出現(xiàn)了轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組和代謝組等各種組學(xué)概念。白質(zhì)組和代謝組等各種組學(xué)概念。megabace3700Sanger, UK大規(guī)模測序基本策略大規(guī)模測序基本策略n逐個(gè)克隆法逐個(gè)克隆法：小片段：小片段針對(duì)針對(duì)圖譜的！圖譜的！n全基因組鳥槍法全基因組鳥槍法：大片段：大片段- -測序測序- -組裝（美國組裝（美國CeleraCelera公公司）司）nC

19、ontigContig：重疊群，基因組：重疊群，基因組測序中將許多序列片段經(jīng)測序中將許多序列片段經(jīng)過比對(duì)找到重疊區(qū)過比對(duì)找到重疊區(qū), ,從而連從而連接成的長片段。接成的長片段。AB CDEFGH IJKLCONTIGGAP基因組比較基因組比較蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)序列蛋白質(zhì)序列 蛋白質(zhì)功能關(guān)系蛋白質(zhì)功能關(guān)系 核苷酸序列核苷酸序列 高通量測序技術(shù)注釋、解析預(yù)測驗(yàn)證基于生物信息學(xué)的新藥設(shè)計(jì)基因組數(shù)據(jù)庫 蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫 DDBJEMBLGenBankSWISS-PROT PDBPIR（1）生物分子數(shù)據(jù)的收集與管理）生物分子數(shù)據(jù)的收集與管理EMBL歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，于19

20、74年由歐洲14個(gè)國家加上亞洲的以色列共同發(fā)起建立，包括一個(gè)位于德國Heidelberg的核心實(shí)驗(yàn)室，三個(gè)位于德國Hamburg，法國Grenoble及英國Hinxton的研究分部。GenBank是美國國家生物技術(shù)信息中心建立的DNA序列數(shù)據(jù)庫，從公共資源中獲取序列數(shù)據(jù)，主要是科研人員直接提供或來源于大規(guī)模基因組測序計(jì)劃。DDBJ日本DNA數(shù)據(jù)庫，于1984年建立，是世界三大DNA 數(shù)據(jù)庫之一，與NCBI的GenBank，EBI的EMBL數(shù)據(jù)庫共同組成國際DNA數(shù)據(jù)庫。SWISS-PROT是經(jīng)過注釋的蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫，由歐洲生物信息學(xué)研究所(EBI)維護(hù)。PIR全稱The Protein In

21、formation Resource，是一個(gè)集成了關(guān)于蛋白質(zhì)功能預(yù)測數(shù)據(jù)的公共資源的數(shù)據(jù)庫，其目的是支持基因組/蛋白質(zhì)組研 究。PIR與MIPS(the Munich Information Center for Protein Sequences)、JIPID（the Japan International Protein Information Database）合作，共同構(gòu)成了PIR-國際蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫（PSD）：一個(gè)主要的已預(yù)測的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫，包括250000個(gè)蛋白。蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫PDB是由美國國家科學(xué)基金會(huì)、能源部的生物和環(huán)境研究所、國家健康組織中的兩個(gè)單位：藥品科學(xué)研究所和醫(yī)藥圖書

22、館共同資助的。它們?cè)O(shè)立這個(gè)機(jī)構(gòu)的共同目標(biāo)是通過PDB盡量廣泛地傳播其收集的信息。通過數(shù)據(jù)庫搜索可以找到目的基因的相關(guān)信息通過數(shù)據(jù)庫搜索可以找到目的基因的相關(guān)信息通過序列比較尋找同源基因通過序列比較尋找同源基因（2）數(shù)據(jù)庫搜索及序列比較）數(shù)據(jù)庫搜索及序列比較 AAGCTTAACGT AATCTTA-CGT（3） 基因組序列分析基因組序列分析 基因組結(jié)構(gòu)分析、基因識(shí)別、基因功能注釋基因組結(jié)構(gòu)分析、基因識(shí)別、基因功能注釋基因調(diào)控信息分析、基因組比較基因調(diào)控信息分析、基因組比較UTR內(nèi)含子啟動(dòng)子基因之間的序列基因的相關(guān)信息基因的相關(guān)信息基因組結(jié)構(gòu)分析基因組結(jié)構(gòu)分析基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析是目前生物信息學(xué)研究的

23、基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析是目前生物信息學(xué)研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)熱點(diǎn)和重點(diǎn) 。對(duì)基因表達(dá)數(shù)據(jù)對(duì)基因表達(dá)數(shù)據(jù)的處理主要是進(jìn)行聚類分析，將表達(dá)模式相似的基因聚為一類，在此基的處理主要是進(jìn)行聚類分析，將表達(dá)模式相似的基因聚為一類，在此基 礎(chǔ)礎(chǔ)上尋找相關(guān)基因，分析基因的功能上尋找相關(guān)基因，分析基因的功能 。（4）基因表達(dá)數(shù)據(jù)的分析與處理）基因表達(dá)數(shù)據(jù)的分析與處理蛋白質(zhì)的生物功能由蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)所決定蛋白質(zhì)的生物功能由蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)所決定 ，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測成為了解蛋白，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測成為了解蛋白質(zhì)功能的重要途徑。質(zhì)功能的重要途徑。（5） 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測 各種基序(motif)的識(shí)別 酸/堿性氨基酸的位置和統(tǒng)計(jì)

24、 富含某種氨基酸的特性 亞細(xì)胞定位的預(yù)測 分子進(jìn)化 蛋白質(zhì)互作 等等p生物結(jié)構(gòu)的組成生物結(jié)構(gòu)的組成p蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互關(guān)系蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互關(guān)系（6）生物信息分析的技術(shù)與方法研究）生物信息分析的技術(shù)與方法研究 l 改進(jìn)和創(chuàng)造一些理論分析方法改進(jìn)和創(chuàng)造一些理論分析方法 統(tǒng)計(jì)方法、模式識(shí)別方法、多序列比較方法等多種算法統(tǒng)計(jì)方法、模式識(shí)別方法、多序列比較方法等多種算法l 開發(fā)分析工具和實(shí)用軟件開發(fā)分析工具和實(shí)用軟件p 序列比較工具序列比較工具p 基因識(shí)別工具基因識(shí)別工具p 生物分子結(jié)構(gòu)預(yù)測工具生物分子結(jié)構(gòu)預(yù)測工具p 基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析工具等基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析工具等l 建立生物數(shù)據(jù)庫建立生物數(shù)

25、據(jù)庫l 數(shù)據(jù)庫檢索數(shù)據(jù)庫檢索 如如BLAST l 序列分析技術(shù)序列分析技術(shù)l 建立統(tǒng)計(jì)模型建立統(tǒng)計(jì)模型l 算法開發(fā)算法開發(fā)l 數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)l 數(shù)據(jù)庫分析技術(shù)數(shù)據(jù)庫分析技術(shù)l 圖像處理和可視化技術(shù)圖像處理和可視化技術(shù)認(rèn)識(shí)生物本質(zhì)認(rèn)識(shí)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。之間的關(guān)系。改變生物學(xué)的研究方式改變生物學(xué)的研究方式 改變傳統(tǒng)研究方式，引進(jìn)現(xiàn)代信息學(xué)方法改變傳統(tǒng)研究方式，引進(jìn)現(xiàn)代信息學(xué)方法在生命科學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、食品、環(huán)境等領(lǐng)域具有重要意義，可能會(huì)引在生命科學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、食品

26、、環(huán)境等領(lǐng)域具有重要意義，可能會(huì)引發(fā)新的產(chǎn)業(yè)革命發(fā)新的產(chǎn)業(yè)革命生物信息學(xué)將是生物信息學(xué)將是21世紀(jì)生物學(xué)的核心世紀(jì)生物學(xué)的核心 人類的三大計(jì)劃人類的三大計(jì)劃 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 信息信息 知識(shí)知識(shí) 收集收集 表示表示 分析分析 建模建模 刻畫特征刻畫特征 比較比較 推理推理 應(yīng)應(yīng) 用用基因工程基因工程蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)疾病診斷疾病診斷開發(fā)新藥開發(fā)新藥新品種選育新品種選育環(huán)境治理環(huán)境治理 驗(yàn)證、指導(dǎo)驗(yàn)證、指導(dǎo)基因變異與疾病基因變異與疾病病人/健康人基因芯片診斷及早治療，對(duì)癥下藥通過數(shù)據(jù)分通過數(shù)據(jù)分析首先確立析首先確立靶標(biāo)分子靶標(biāo)分子預(yù)測蛋白質(zhì)預(yù)測蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)藥物分子與靶標(biāo)設(shè)計(jì)藥物

27、分子與靶標(biāo)分子相互作用分子相互作用1 1、什么是生物信息學(xué)？、什么是生物信息學(xué)？2 2、生物信息學(xué)有什么用？對(duì)你的生活、研究有影響嗎？、生物信息學(xué)有什么用？對(duì)你的生活、研究有影響嗎？3 3、人類基因組計(jì)劃與生物信息學(xué)有什么關(guān)系？、人類基因組計(jì)劃與生物信息學(xué)有什么關(guān)系？4、生物信息指哪些？生物信息指哪些？5 5、基因組測序的基本策略有哪些？什么叫基因組測序的基本策略有哪些？什么叫contigcontig？什么叫？什么叫g(shù)apgap？（慢慢了解和掌握）（慢慢了解和掌握）6 6、什么事件大大促進(jìn)了生物信息學(xué)的發(fā)展？什么事件大大促進(jìn)了生物信息學(xué)的發(fā)展？ 7 7、生物信息學(xué)中最重要的貢獻(xiàn)是什么？、生物信息學(xué)中最重要的貢獻(xiàn)是什么？ 8 8、生物信息學(xué)研究有什么意義？、生物信息學(xué)研究有什么意義？Questions