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-本文為網(wǎng)絡(luò)收集精選范文、公文、論文、和其他應(yīng)用文檔,如需本文,請下載-生物信息學(xué)進(jìn)展淺論的論文本文從網(wǎng)絡(luò)收集而來,上傳到平臺(tái)為了幫到更多的人,如果您需要使用本文檔,請點(diǎn)擊下載按鈕下載本文檔(有償下載),另外祝您生活愉快,工作順利,萬事如意! 論文 關(guān)鍵詞生物信息學(xué) 生命 科學(xué) 論文摘要生物信息學(xué)是80年代以來新興的一門邊緣學(xué)科,信息在其中具有廣闊的前景。伴隨著人類基因組計(jì)劃的勝利完成與生物信息學(xué)的 發(fā)展 有著密不可分的聯(lián)系,生物信息學(xué)的發(fā)展為生命科學(xué)的發(fā)展為生命科學(xué)的研究帶來了諸多的便利,對此作了簡單的分析。 一、生物信息學(xué)的產(chǎn)生 21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì),伴隨著人類基因組計(jì)劃的勝利完成,與此同時(shí),諸如大腸桿菌、結(jié)核桿菌、啤酒酵母、線蟲、果蠅、小鼠、擬南芥、水稻、玉米等等其它一些模式生物的基因組計(jì)劃也都相繼完成或正在順利進(jìn)行。人類基因組以及其它模式生物基因組計(jì)劃的全面實(shí)施,使分子生物數(shù)據(jù)以爆炸性速度增長。在 計(jì)算 機(jī)科學(xué)領(lǐng)域,按照摩爾定律飛速前進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件,以及逐步受到各國政府重視的信息高速公路計(jì)劃的實(shí)施,為生物信息資源的研究和應(yīng)用帶來了福音。及時(shí)、充分、有效地利用 網(wǎng)絡(luò) 上不斷增長的生物信息數(shù)據(jù)庫資源,已經(jīng)成為生命科學(xué)和生物技術(shù)研究開發(fā)的必要手段,從而誕生了生物信息學(xué)。 二、生物信息學(xué)研究內(nèi)容 (一)序列比對 比較兩個(gè)或兩個(gè)以上符號(hào)序列的相似性或不相似性。序列比對是生物信息學(xué)的基礎(chǔ)。兩個(gè)序列的比對現(xiàn)在已有較成熟的動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法,以及在此基礎(chǔ)上編寫的比對軟件包balst和fasta,可以免費(fèi)下載使用。這些軟件在數(shù)據(jù)庫查詢和搜索中有重要的應(yīng)用。有時(shí)兩個(gè)序列總體并不很相似,但某些局部片斷相似性很高。smith-waterman算法是解決局部比對的好算法,缺點(diǎn)是速度較慢。兩個(gè)以上序列的多重序列比對目前還缺乏快速而又十分有效的算法。 (二)結(jié)構(gòu)比對 比較兩個(gè)或兩個(gè)以上蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的相似性或不相似性。 (三)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測 從方法上來看有演繹法和歸納法兩種途徑。前者主要是從一些基本原理或假設(shè)出發(fā)來預(yù)測和研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和折疊過程。分子力學(xué)和分子動(dòng)力學(xué)屬這一范疇。后者主要是從觀察和 總結(jié) 已知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 規(guī)律 出發(fā)來預(yù)測未知蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。同源模建和指認(rèn)(threading)方法屬于這一范疇。雖然經(jīng)過30余年的努力,蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測研究現(xiàn)狀遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需要。 (四)計(jì)算機(jī)輔助基因識(shí)別 給定基因組序列后,正確識(shí)別基因的范圍和在基因組序列中的精確位置.這是最重要的課題之一,而且越來越重要。經(jīng)過20余年的努力,提出了數(shù)十種算法,有十種左右重要的算法和相應(yīng)軟件上網(wǎng)提供免費(fèi)服務(wù)。原核生物計(jì)算機(jī)輔助基因識(shí)別相對容易些,結(jié)果好一些。從具有較多內(nèi)含子的真核生物基因組序列中正確識(shí)別出起始密碼子、剪切位點(diǎn)和終止密碼子,是個(gè)相當(dāng)困難的問題,研究現(xiàn)狀不能令人滿意,仍有大量的工作要做。 (五)非編碼區(qū)分析和dna語言研究 在人類基因組中,編碼部分進(jìn)展總序列的35%,其它通常稱為“垃圾”dna,其實(shí)一點(diǎn)也不是垃圾,只是我們暫時(shí)還不知道其重要的功能。分析非編碼區(qū)dna序列需要大膽的想象和嶄新的研究思路和方法。dna序列作為一種遺傳語言,不僅體現(xiàn)在編碼序列之中,而且隱含在非編碼序列之中。 三、生物信息學(xué)的新技術(shù) (一)lipshutz(affymetrix,santa clara,ca,usa) 描述了一種利用dna探針陣列進(jìn)行基因組研究的方法,其原理是通過更有效有作圖、表達(dá)檢測和多態(tài)性篩選方法,可以實(shí)現(xiàn)對人類基因組的測序。光介導(dǎo)的化學(xué)合成法被應(yīng)用于制造小型化的高密度寡核苷酸探針的陣列,這種通過軟件包件設(shè)計(jì)的寡核苷酸探針陣列可用于多態(tài)性篩查、基因分型和表達(dá)檢測。然后這些陣列就可以直接用于并行dna雜交分析,以獲得序列、表達(dá)和基因分型信息。milosavljevic(curagen, branford, ct, usa)介紹了一種新的基于專用定量表達(dá)分析方法的基因表達(dá)檢測系統(tǒng),以及一種發(fā)現(xiàn)基因的系統(tǒng)genescape。為了有效地抽樣表達(dá),特意制作片段模式以了解特定基因的子序列的發(fā)生和冗余程度。他在酵母差異基因表達(dá)的大規(guī)模研究中對該技術(shù)的性能進(jìn)行了驗(yàn)證,并論述了技術(shù)在基因的表達(dá)、生物學(xué)功能以及疾病的基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用。 (二)基因的功能分析 overton(university of pennsylvania school of medicine,philadelphia,pa,usa)論述了人類基因組計(jì)劃的下一階段的任務(wù)基因組水平的基因功能分析。這一階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的分析、管理和可視性將毫無疑問地比第一階段更為復(fù)雜。他介紹了一種用于脊椎動(dòng)物造血系統(tǒng)紅系發(fā)生的功能分析的原型系統(tǒng)e-podb,它包括了用于集成數(shù)據(jù)資源的kleisli系統(tǒng)和建立internet或intranet上視覺化工具的biowidget圖形用戶界面。epodb有可能指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)不可能用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法得到的紅系發(fā)育的新的藥物靶,制藥業(yè)所感興趣的是全新的藥物靶,epodb提供了這樣一個(gè)機(jī)會(huì),這可能是它最令人激動(dòng)的地方。 babbitt(university of california,san francisco,ca,usa)討論了通過數(shù)據(jù)庫搜索來識(shí)別遠(yuǎn)緣蛋白質(zhì)的方法。對蛋白質(zhì)超家族的結(jié)構(gòu)和功能的相互依賴性的理解,要求了解 自然 所塑造的一個(gè)特定結(jié)構(gòu)模板的隱含限制。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的最有趣的關(guān)系經(jīng)常在分歧的序列中得以表現(xiàn),因而區(qū)分得分低(low-scoring)但生物學(xué)關(guān)系顯著的序列與得分高而生物學(xué)關(guān)系較不顯著的序列 是重要的。babbit證明了通過使用blast檢索,可以在數(shù)據(jù)庫搜索所得的低得分區(qū)識(shí)別遠(yuǎn)緣關(guān)系(distant relationship)。levitt(stanford univeersity,palo alto,ca,usa)討論了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測和一種僅從序列數(shù)據(jù)對功能自動(dòng)模建的方法。基因功能取決于基因編碼的蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu),但數(shù)據(jù)庫中蛋白質(zhì)序列的數(shù)目每18個(gè)月翻一番。為了確定這些序列的功能,結(jié)構(gòu)必須確定。同源模建和從頭折疊(ab initio folding)方法是兩種現(xiàn)有的互為補(bǔ)充的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方法;同源模建是通過片段匹配(segment matching)來完成的, 計(jì)算 機(jī)程棄segmod就是基于同源模建方法的。 (三)新的數(shù)據(jù)工具 letovsky(johns hopkins university,baltimore,md,usa)介紹了gdb數(shù)據(jù)庫,它由每條人類染色體的許多不同圖譜組成,包括細(xì)胞遺傳學(xué)、遺傳學(xué)、放射雜交和序列標(biāo)簽位點(diǎn)(sts)的內(nèi)容,以及由不同研究者用同種方法得到的圖譜。就位置查詢而言,如果不論其類型(type)和來源(source),或者是否它們正好包含用以批定感興趣的區(qū)域的標(biāo)志(markers),能夠搜索所有圖譜是有用的。為此目的,該數(shù)據(jù)庫使用了一種公用坐標(biāo)系統(tǒng)(common coordinate system)來排列這些圖譜。數(shù)據(jù)庫還提供了一張高分辨率的和與其他圖譜共享許多標(biāo)志的圖譜作為標(biāo)準(zhǔn)。共享標(biāo)志的標(biāo)之間的對應(yīng)性容許同等于所有其它圖譜的標(biāo)準(zhǔn)圖譜的分配。 candlin(pe applied biosystems,foster city,ca,usa)介紹了一種新的存儲(chǔ)直接來自abprism dna測序儀的數(shù)據(jù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)biolims。該系統(tǒng)可以與其它測序儀的數(shù)據(jù)集成,并可方便地與其它軟件包自動(dòng)調(diào)用,為測序儀與序列數(shù)據(jù)的集成提供了一種開放的、可擴(kuò)展的生物信息學(xué)平臺(tái)。 參考 文獻(xiàn) : 1lim
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