生物信息学Bioinformatics第讲生物信息学研究内容.pptVIP

生 物 信 息 学Bioinformatics第2讲 生物信息学研究内容 主讲教师： 刘 吉 平 liujiping@ 2004年3月 生 物 信 息 学 主要介绍的内容： 什么是生物信息学？ 国内外生物信息学的研究历史和现状。 生物信息学的研究内容和科学目标。 分别解读生物分子的三大核心数据库：GenBank核酸序列数据库、SWISS-PORT 蛋白质序列数据库、 PDF生物大分子结构数据库。 介绍国内外有关生物信息学的网站和网址。 生物信息学 在上找有关生物信息学的网站或网页 基因结构 The 4 bases 三 研究内容 生物信息学与计算生物学或生物计算有着密切的关系，但又不尽相同. 目前归入生物信息学研究领域的大致有以下七个方面： Bioinfomatics七个方面研究内容 建立和管理各种生物数据库 生物信息数据库使用 生物信息学中的数学模式和算法研究 数据库接口和检索工具的研制 HGP的实施，对信息采集和处理提出的要求 生物信息学最重要的任务，是从大量数据中提取新知识 DNA芯片和微阵列的发展 1 建立和管理各种生物数据库 各种生物数据库的建立和管理。如核酸序列数据库、蛋白质数据库、各种专业的数据库等。 这是一切生物信息学工作的基础，通常要有计算机科学背景的专业人员与生物学家密切合作。 2、生物信息数据库使用 近些年来随着快速序列测定、基因重组、多维核磁共振等技术的应用，基因组与蛋白质的实验数据呈爆炸性趋势增长; 建立数据库再结合有关的分析软件使大规模数据的贮存、处理和分析成为可能，并已发展成为包括基因组信息与蛋白质结构模拟在内的生物信息学研究的重要基础。 核酸序列数据库 ?Genbank，美国国家生物技术信息中心的数据库（ ）。 ?EMBL，建立在欧洲分子生物实验室的数据库 (http://www.embl-heidelberg.de)。 DDBJ，是DNA Data Bank of Japan的简称，又叫日本的DNA数据库银行（available at 　http://www.nig.ac.jp )。 Genbank 美国国家生物技术信息中心的数据库 原中山医科大学的网页有链接： http：/// 该数据库提供Entrez检索工具、BLAST序列搜索、生物信息学学习等服务内容 其他重要数据库 真菌如酿酒酵母基因组数据库（SGD） /Saccharomyces/ 拟南芥数据库（AtDB）(/Arabidopsis/) 线虫综合数据库（ACEDB） ftp://sanger.ac.uk(/pub/acedb) (自由下载,建立二次数据库) 在线人类孟德尔遗传数据库(Online Mendelian Inheritance in Man,OMIM) /omim/ 其他重要生物数据库 鱼类的 斑马鱼 / 昆虫类的果蝇(Drosophila melanogaster, fruitfly) / 脊椎动物如小鼠(Mus musculus) /genome/guide/mouse/ 细菌如大肠杆菌(/pub/sequence/) 原生动物如人类一种寄生性的原虫(Plasmodium falciparum):http://PlasmoDB.org/ 三维结构数据库 PDB（ Protein Data Bank , /npdb ）等。 与蛋白质结构有关的数据库还有： SCOP（available at /scop/ ）等。 Helix-turn-helix motif of protein binding to DNA结合DNA的蛋白质螺旋结构基序 Motif数据库----PROSITE 蛋白质结构数据 生物信息数据库的主要服务 借助特定的算法模型提供同源性分析是目前各种生物信息数据库的最重要内容之一。 分子生物学的中心法则 3、生物信息学中的数学模式和重要算法研究 迄今已有相当多的数学方法应用于生物信息学的研究。而且一种算法本身就是一门学问，例如： ???机器学习法 ???人工神经网络 ???分形理论 ???密码学 ???全息论 ???高维分布的统计方法 生物信息学中的重要算法---聚类分析 生物信息学问题许多可归为聚类问题。 聚类分析：聚类是宏观与微观生物学研究中最常用的一种数学方法，它的基本目的是将n个样本划分为m个类，从而使同类样本较为相似而不同类间样本差异较大。 其中支撑矢量机算法可从网上学习： / 寻找转录因子的结合位点 ???????? 生物信息学中的重要算法 遗传算法：遗传算法的提出，本身就是借鉴生物界中的适者生存、优胜劣汰的遗传机制所提出来的随机化搜索方法，其最主要的特点就是面向结构对象、不受求导和函数连续性的限