第一篇生物信息学引论.ppt

生物信息学
内蒙古科技大学
数理与生物工程学院
蔡禄
BIOINFORMATICS
参考书
1、生物信息学教程,蔡禄,2006,化学工业出版社
2、简明生物信息学教程,钟扬张亮赵琼 2001, 高等教育出版社
3、生物信息基础,孙啸陆祖宏谢建民,清华大学出版社,2004
4、Introduction to Bioinformatics, T K Attwood D J Parry-Smith (罗静初等译)(2002)北京大学出版社
5、Bioinformatics:A practice guide to the analysis of genes and proteins (李衍达孙之荣译) (2000)清华大学出版社
6、Biological sequence analysis-Probabilistic models of proteins and nucleic acids R. Durbin S. Eddy A. Krogh G. Mitchison (2002)
清华大学出版社(引进版)
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第1章生物信息学引论
综合论与还原论
生物并非只是物质的简单堆积,生物体的生长发育是生命信息控制之下的复杂而有序的过程。
如果说物理学是研究物质和能量的学科,那么生命科学就是研究生命物质基础上的信息的学科。
目前,我们对生命的奥秘还不甚了解,对生命信息的组织、传递和表达还知之甚少。既然这牵涉到信息的组织、传递和表达,我们就可以用信息科学的方法和技术来尝试认识和分析生命信息。
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§ 引言
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随着基因组计划的迅速发展,生物数据的积累速度不断加快。因此,也就对生物数据的科学分析方法和实用分析工具提出了更新、更高的要求。在这个过程中,需要对实验数据进行处理并及时进行理论分析,在此基础上解释实验现象,认识导致实验现象发生的本质,在“整合”、“系统”等全新理念下探索固有的生物学规律,进而了解和掌握生命的物质基础和生命的本质。
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最近10余年来,生物科学与技术迅猛发展,生物学及相关数据的积累速度已大大超出了人们的想象。面对生物信息的爆炸性增长,现有的信息收集、储存、处理和分析方法与工具已远远不能满足实际研究的需要,亟待更新。
例如,人类基因组计划(human genome project, HGP)在1990年正式启动后,科研人员用10年时间完成了人类基因组的工作草图(包含3×109亿个碱基对,并对30000余个基因进行了注释)
越来越多的微生物和其他模式生物(如秀丽新小杆线虫C. elegans)也已完成了全基因组测序工作。
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human
Thermotoga maritima海栖热袍菌
Escherichia coli大肠杆菌
Buchnerasp. APS
Rickettsia prowazekii普氏立克次体
Ureaplasma urealyticum溶脲脲原体
Bacillus subtilis
枯草芽孢杆菌
Drosophila melanogaster
Thermoplasma acidophilum
Plasmodium falciparum恶性疟原虫
Helicobacter pylori幽门螺杆菌
mouse
Caenorhabitis elegans
rat
Borrelia burgorferi伯氏疏螺旋体
Borrelia burgorferi
Aquifex aeolicus嗜热菌
Neisseria meningitidis脑膜炎奈瑟菌
Mycobacterium tuberculosis结核杆菌
Arabidopsis
拟南芥
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这些大型国际合作项目不仅产生出巨大的数据量,而且对数据处理工作也提出了前所未有的要求。人们已经充分认识到,如果不能及时分析和有效利用这些信息,那么这些耗费巨资所获得的数据也无异于增加了一堆垃圾。
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广义的生物信息学是指以核酸蛋白质等生物大分子为主要研究对象,以信息、数理、计算机科学为主要研究手段,以计算机网络为主要研究环境,以计算机软件为主要研究工具,对序列数据进行存储、管理、注释、加工,对各种数据库进行查询、搜索、比较、分析,构建各种类型的专用数据库信息系统,研究开发面向生物学家的新一代计算机软件。
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