生物数据库检索.doc

第1章　概 述 　 自从1990年美国启动人类基因组计划以来，人与模式生物基因组的测序工作进展极为迅速美国新公布的库版本拥有的DNA序列量已超过1265碱基对，与其同步增长的还有氨基酸序列，序列信息像水般向人们来。学家面临的最主要的困难就是处理的数据，序列数据并于信息和知识，却是信息和知识的源泉在于如何从中挖掘它们，这就催生了一门新兴的交叉学科生物信息学。21是生命科学的世纪，生物学的发展。信息学是计算机与科学技术运用到生命科学，尤其是分子生物学研究中的交叉学科。 1　生物信息学的发展 欧美等国一直非常重视生物信息学的发展，各种专业机构和公司如雨后春笋般出来，生物科技公司和制药工业的生物信息学部门的数量。但对生物信息的是如此迅猛，即使是像美国这样的发达国家也面临着不应求、人才的局面。 大部分的核酸和数据库美国、欧洲及日本的三数据库系统产生，它们共同组成了enBank/EMBC/DDBJ国际核酸序列数据库，交换数据，同步更。其他些家，如、法国、意大利、瑞士、澳大利亚、丹麦和以色列等，分享网络共享资源的同时，也分别建有自己的生物信息学机构、次级或者的具有各特色的专业数据库及自己的分析技术，服务于本国生物医学和开发，有些服务开放于全 国内生物信息学领域的研究也越来越重视，自北京大学于建立了内第一个生物信息学网络器以来，我生物信息学的研究得到发展。较开展生物学研究的单位主要有北京大学、清华大学、浙江大学、中国院生物物理所、中国科学院上海生命科学研究院、中国科学院遗传与发育生物学研究所等。北京于3月成立了生物信息学中，中科学上海生命科学研究院也于3月成立了生物信息学中心，分别维护着国内两个专业水平相对较高　生物信息学网站，但从总体上来看仍与际水平有较大。现在，内生命科学与开发对生物信息学研究和服务的需求市场非常广阔，然而，除华大基因（BGI）外，真正开展生物信息学研究和服务的机构或却相对少，仅有的几家科研机构主要开展生物信息学理论研究，提供生物信息学服务的公司也大多进行的是简单的计算机辅助分子生物学实验设计。 　生物信息学的研究领域 信息学的对象是生物数据。研究面来说，其涉及并参与各个科学领域的研究 2.1　分子生物学与细胞生物学 领域以DNA－RNA－蛋白质为对象，分析编码多和非编码区中信息结构和编码特征，以及相应的信息调节与表达等。生物功能的主要体现者是蛋白质及其生理功能，研究蛋白质的修饰加工、转定位、结构变化、相互作用等活动将动对基因的功能表达和调控的理解，对细胞活动及器官、系统整体活动的调控都很关键。 2.2 生物物理学其实是物理学的一个分支，研究的是生物的物理形态，涉及生物能学、细胞结构生物物理学、电生理学等。但这方面的生物数据获取和分析也越来越依赖于计算机的应用，如模型的建立、光谱和成像数据的分析等。 2.3脑和神经科学 脑是自然界中最复杂的组织，长期以来，通过神经解剖、神经生理、神经病理和临床医学研究，获得了大量有关脑结构和功能的数据。近年来，神经生物学研究也取得了大量科研成果，但是这些研究大多是在组织、细胞和分子水平进行的，不能很好地在系统和整体水平上反映人脑活动的规律。随着核磁共振成像和正电子发射断层成像的发展，应用计算机技术，使得我们有可能在系统和整体水平上无刨地研究人脑的功能定位、功能区之间的联系及神经递质和神经受体等。 由此产生的神经信息学研究将对我们了解脑、治疗脑和开发脑产生重大的作用。 2.4医药学 人类基因组计划的目的之一就是找到人类基因组中的所有基因。如何筛选分离各疾病的致病基因，获得疾病的表型相关基因信息的工作才刚开始。我们需要在现有的基因测序的工作平台上，强化生物信息学平台的建设，从而加快对突发性疫情、公共卫生的监控，以及对致病源进行快速有效的分析和解决。此外，结合生物：占片数据分析，确定药物作用靶，再利用计算机技术进行合理的药物设计，将是新药开发的主要途径。 2.5农林牧渔学 基因组计划也加快了农业生物功能基因组的研究，加快了转基因动植物育种所需生物信息学研究的步伐。通过比较基因组学、表达分析和功能基因组分析识别重要基因，为培育转基因动植物、改良动植物的质量和数量性状奠定了基础。通过分析病虫害、寄生生物的信号受体和转录途径组分，进行农业化合物设计，结合化学信息学方法，鉴定可用于杀虫剂和除草剂的潜在化学成分。此外，通过此方法可以进行动植物遗传资源研究，保护生物多样性；还可以对工业发酵菌进行代谢工程的研究，有目的地控制产品的生产。 2.6分子和生态进化 另一个重要的研究对象就是分子和生态进化。通过比较不同生物基因组中各种结构成分的异同，可以大大加深我们对生物进化的认识。从各种基因结构与成分的进化、密码子使用的进化，到进化树的构建，各种理论上和实验上的课题都等待着生物信息学家的研究。 3生物信息学的