计算机在生物学中的应用.pptVIP

Excel计算和作图；序列数据应用于试验室技术改良（8）； 第一章、生物信息数据库（12） 第二章、数据库检索（25） 第三章、序列比对（30） 一 序列比对策略（31）；二 算法（34） ；三 序列双重比对（42） ；四 多序列比对（47）。 第四章 在系统发生分析中的应用（51） 第五章、生物信息学在基因组构建中的应用；一 基因的识别和鉴定（62）二 蛋白质功能的预测（73） ；三 蛋白质结构预测（78） ；四 基因组中非编码区的研究（96） ；五 人类基因组多样性计划（102） 。 第六章、计算机在其他方面的应用（107）；药物开发（110）。 第七章、生物信息学在组学中的应用；一 基因组学研究（119）；二 功能基因组研究（128） ；三 蛋白质组研究（137） ；四 蛋白质的功能确定（140）；五 代谢组（142）；六 网络研究（145）；七 细胞计划（157） 。 第八章、生物医学信息资源（160） 计算机在生命科学和生物技术中的应用 计算机是生物研究的工具。为了了解计算机工具在生物研究中的应用，首先需要了解生物研究的现状。 基因决定论 由于DNA双螺旋结构的发现，基因决定论成为主要观点。人们尝试寻找决定生物功能的基因，但是受到挫折。 一是由于美国能源部用30多年研究“核辐射对人类基因突变作用”，未取得实质性突破进展，受害者已表现 出明显的突变性状，但检测不出其基因突变与对照组存在显著性差异。 二是美国于1975年巨额投资启动的“肿瘤十年计划”基本以失败告终。 R. Dulbecco 于1986在science上发表《癌症研究的转折点：测序人类基因组》，认为要彻底阐明癌症的发生、演进、侵袭和转移的机制，必须对人体细胞的基因组进行全测序。美国政府与1990年正式启动HGP。 基因组学 由于基因组是物种所有遗传信息的储藏库，从根本上决定着物种个体的发育和生理，因此，在研究遗传、发育、进化、功能调控等基本生物学问题方面，基因组学关注的是基因组整体的作用，而不是个别基因。功能基因组学（后基因组学）的中心任务是通过了解基因组表达与环境的关系，以及其在基本生物学方面和人类健康和疾病相关的生物医学问题方面的意义。 后基因组学 转录组学：关注mRNA的组成和细胞功能的关系。 蛋白质组学：其中心任务是通过比较不同时间或不同细胞的蛋白质组成，以揭示蛋白质变化的生物学意义。 结构基因组学：了解蛋白质三维结构与蛋白质功能的关系。 蛋白质相互作用网络：了解蛋白质相互作用。 代谢组学：其中心任务是通过比较不同时间或不同细胞的小分子组成，揭示生物学意义。 系统生物学：以一个理论模式为基础，与基因组学和蛋白质组学的表现进行比较，判断生物在分子水平上复杂的相互作用。 生物学发展的展望—W. Gilbert （80年诺贝尔化学奖）91年专门在“nature”撰文讨论生物学研究形式的变化： 正在兴起的新的范式在于，所有的‘基因’将被知晓（在可用电子方式从数据库里读取的意义上），今后生物学研究项目的起点将是理论的。一位科学家将从理论猜测开始，然后才转向实验去继续或检验该假设。 新的范式：从机理出发，推论在一定条件下细胞的表现，再用实验去验证。 现代，生物学已分为两个部分： 试验生物学：传统的、依靠实践发现事物的性质和活动规律的学科。 研究对象是组成生物体的元件。研究手段是物质分离和检测技术。当前主要在于建立高通量检测技术。 理论生物学：根据事物已知性质和活动规律推导其可能性质和活动规律的学科。 研究对象是生物体整体。研究手段是逻辑分析和推导。 计算机作为生物研究的工具，在前期生物学研究工作中作为计算和存储工具起辅助作用。在当前生物学研究工作中作为数据处理工具。 数据处理是高通量检测技术和理论生物学研究的主要方法。产生生物信息学。 计算机辅助工具的运用 一 Excel的功能： 表格处理；图表功能；数据库管理功能。 1 图表制作 建立图表，激活和修改图表项。 2 计算 引用：相对引用（=(a1-b1)/c1*d1） 绝对引用（$ a$1-$b$1)/$c$1*$d$1 ） 函数：chitest（检验相关性）；slope（斜率）；intercept（截距）。 二 化学做图： ISIS DRAW2的应用 下载软件：/ 生物信息学 背景： 1 数据分析技术的发展：1962年Zuckerkandl和Pauling将序列变异分析与其演化关系联系起来，开辟了分子演化的研究领域；1964年Davies开创了蛋白质结构预测研究；1970年Needoema