生物信息学概论1.pptx

生物信息学概论Introduction to Bioinformatics 王燕生命科学与技术学院华中科技大学参考书目：1. J. Pevsner著（孙之荣 等译）. 生物信息学与功能基因 组学. 化学工业出版社, 2006.2. D. R. Westhead et al. Bioinformatics. 科学出版社（影印本）, 20033. 蒋彦 等 基础生物信息学及应用 清华大学出版社 4. 陶士珩 生物信息学 科学出版社第一章：绪 论第一节 引言第二节 生物信息学及其发展历史 第三节 生物信息学主要研究内容 第四节 生物信息学的研究意义和展望第一节 从人类基因组计划（HGP）说起曼哈顿原子弹计划阿波罗登月计划40年代美国陆军60年代美国宇航局20世纪人类三大科学计划 人类基因组计划人类/view/152123.htm基因组计划(human genome project, HGP)是由/view/2398.htm美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、/view/3565.htm英国、法兰西共和国、/view/44320.htm德意志联邦共和国、/view/1554.htm日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。。 DNA、基因、基因组生命活动三要素：物质、能量、信息 DNA: 遗传物质(遗传信息的载体)? 双螺旋结构 A, C, G, T四种基本字符的复杂文本 基因（Gene）：具有遗传效应的DNA分子片段 基因组(Genome)：包含细胞或生物体全套的遗传信息的全部 遗传物质。人类基因组： 3.2×109 bpHGP的目的是/view/2664193.htm解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及/view/33092.htm长寿与/view/64548.htm衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据。 HGP的意义 染色体的DNA分子中含有四种核苷酸，核苷酸排列顺序的不同决定了遗传信息的差异。人的生、老、病、死归根结底都与基因和染色体相关。人体基因组图谱好比是一张能说明构成每一个人体细胞脱氧核糖核酸（DNA）的30亿个碱基对精确排列的“地图”。这些碱基对以一种特殊方式排列形成人体的10万个基因，基因又成为制造蛋白和化合物的蓝图，蛋白和化合物则负责指导人体细胞和器官的形成和运作。从理论上讲，如果掌握了所有基因上核苷酸分布的详细情况，关于人类生长、发育、衰老、遗传病变的秘密都将随之揭开，科学家将拥有新的“武器”来征服癌症、艾滋病、肝炎、肺结核和阿尔茨海默氏症等。HGP的历史回顾1984.12犹他州阿尔塔组织会议，初步研讨测定人类整个基 因组DNA序列的意义1985 Dulbecco在《Science》撰文 “肿瘤研究的转折点:人类基因组的测序” 美国能源部(DOE)提出“人类基因组计划”草案1987 美国能源部和国家卫生研究院（NIH）联合为“人类基因组计划”下拨启动经费约550万美元1989 美国成立“国家人类基因组研究中心”，Watson担 第一任主任1990.10 经任美国国会批准，人类基因组计划正式启动第一个自由生物体流感嗜血菌(H. inf)的全基因组测序完成1996 完成人类基因组计划的遗传作图 启动模式生物基因组计划Saccharomyces cerevisiae酿酒酵母H.inf全基因组Caenorhabditis elegans秀丽线虫1997 大肠杆菌(E.coli)全基因组测序完成1998 完成人类基因组计划的物理作图 开始人类基因组的大规模测序 Celera公司加入，与公共领域竞争 启动水稻基因组计划1999.7第5届国际公共领域人类基因组测序会议，加快测序速度水稻基因组计划大肠杆菌及其全基因组2001年2月15日《Nature》封面2001年2月16日《Science》封面1999.7 第5届国际公共领域人类基因组测序会议，加快测序速度2000 Celera公司宣布完成果蝇基因组测序 国际公共领域宣布完成第一个植物基因组——拟南芥全基 因组的测序工作2000.6.26 公共领域和Celera公司同时宣布完成人类基因组工作草图2001.2.15 《Nature》刊文发表国际公共领域结果2001.2.16 《Science》刊文发表Celera公司及其合作者结果Drosophila melanogaster果蝇Arabidopsis thaliana拟南芥基因组测序计划 ? 海量DNA序列数据DNA序列是生命的真谛，这个世界上发生的一切事情都与这一序列息息相关。人类基因组计划（HGP）结果：2003年完成精细图，产生30亿多