普通生物学 ——生命科学通论.ppt

第九讲生物信息学
将给生命科学带来变革性的变化!
Biology is shifting from being an observational science to being a quantitative molecular science
学****目的
1、了解生物信息学的发展背景、定义
2、理解生物信息学在生命科学研究中的作用
3、理解数学、计算机科学如何在生物信息中的地位和作用
4、了解基因芯片的检测原理和制备方法
第一节生物信息学(Bioinformatics)
一、生物学基础(复****br/>二、发展背景与定义
三、研究内容
四、研究现状
五、发展前景
一、生物学基础
表型与基因型(phenotype vs. genotype)
遗传信息的流动
基因的表达与调控
分子进化
DNA序列分析:基因识别、调控元件识别、进化分析
mRNA:剪切位点识别、基因表达分析
蛋白质:结构预测、蛋白质间相互作用、亚细胞定位
基因组:基因预测、进化分析
染色体:结构分析
网络:pathway建模
细胞: 系统:
二、发展背景和定义
生物信息——广义的概念
生命现象是不同层次上的物质、能量与信息的交换,不同层次是指核酸、蛋白质、细胞、器官、系统、整体等
研究生物体系和生物过程中信息的内涵和信息的传递
生物电磁学与电磁生物学、视觉系统与光信息处理、脑和神经系统与信息、生物体结构与微光机电系统
发展背景
putational Biology
Bioinformatics
1986年,在EMBL puting部门,,作为计算生物学家是失败的。puter Applications in the Biosciences).
we putational planning and analysis is an integral part of the biological discovery process.
在完整基因组序列和高通量技术时代不要仅仅谈论分析海量数据的挑战,相反,要谈论疾病产生的风险,关于人类遗传差异、基因型改变的进化如何导致功能的改变,如何使用数据来回答这些问题。
Background 背景
1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
100,000
10,000
1,000
100
10
1



×1,000
Medline Records
Transistors/Chip
DNA Sequences
3D Structures
Cumulative Growth of Biological Information puter Power
Mark Bogulski (1998) Bioinformatics: A New Era
生物医药工业
提供大量基因序列分析的工具,在以下方面加快新药开发的进程:

资料的获取、包括从数据库中寻找新药开发者感兴趣的基因序列和相关资料文献
基因功能的预测和基因生理作用的预测
需要大量信息处理的药物筛选和加工过程(Weinstein JN et al. ,1997)