生物信息学小论文

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1、课程论文课程名称：《基因组学与生物信息学》论文题目：基因组学的最新研究进展及其重要的科学意义专业：遗传学学号：112013408002221姓名：李念念2014.01.04基因组学的最新研究进展及其重要的科学意义摘要：生物信息学是生物技术的核心,是一门由生物、数学、物理、化学、计算机科学、信息科学等多学科交叉产生的新兴学科。本文介绍了生物信息学的概念,分析了发展生物信息学对现今科学发展的重大意义。根据生物信息学的发展特点,具体分析了生物信息学研究的内容:基因组序列的分析;基因进化;药物设计;基因区域预测;基因功能预测;蛋白质结构预

2、测。评述了生物信息学发展的现状,指出我国生物信息学发展中存在的问题,并对我国发展生物信息学提出了一些建议。最后分析了生物信息学发展的方向,展望了生物信息学的发展前景。关键词：生物信息发展实际应用生产正文：生物信息学是生命科学、信息科学、数理科学等众多行馆学科相互交融所形成的一门新兴边缘学科，它随人类基因组计划（HGP）的实施而诞生，已旭旭发展成为当今生命科学的重大前沿领域之一。一．生物信息学产生的背景有人说,基于序列的生物学时代已经到来,尽管对/序列生物学0这一提法可能有所争议,但是今日像潮水般涌现的序列信息却是无可争辩的事实。自

3、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。迄今已完成了约40多种生物的全基因组测序工作,人基因组约3@109碱基对的测序工作也接近完成。至2000年6月26日,被誉为生命/阿波罗计划0的人类基因组计划,经过美、英、日、法、德和中国科学家的艰苦努力,终于完成了工作草图,这是人类科学史上又一个里程碑式的事件。它预示着完成人类基因组计划已经指日可待。截止日前为止,仅登录在美国GenBank数据库中的DNA序列总量已超过70亿碱基对。在人类基因组计划进行过程中所积累起来的技术和经验,使得其它生物基因

4、组的测序工作可以完成得更为快捷。可以预计,今后DNA序列数据的增长将更为惊人。生物学数据的积累并不仅仅表现在DNA序列方面,与其同步的还有蛋白质的一级结构,即氨基酸序列的增长。此外,迄今为止,已有一万多种蛋白质的空间结构以不同的分辨率被测定。基于cDNA序列测序所建立起来的EST数据库其记录已达数百万条。在这些数据的基础上派生、整理出来的数据库已达500余个。这一切构成了一个生物学数据的海洋。可以打一个比方来说明这些数据的规模。有人估计,人类(包括已经去世的和仍然在世的)所说过的话的信息总量约为5唉字节(1唉字节等于10@18字节

5、)。而如今生物学数据信息总量已经接近甚至超过此数量级。这种科学数据的急速和海量积累,在人类的科学研究历史中是空前的。数据并不等于信息和知识,但却是信息和知识的源泉,关键在于如何从中挖掘它们。与正在以指数方式增长的生物学数据相比,人类相关知识的增长(粗略地用每年所发表的生物、医学论文数来代表)却十分缓慢。一方面是巨量的数据;另一方面是我们在医学、药物、农业和环保等方面对新知识的渴求,这些新知识将帮助人们改善其生存环境和提高其生活质量。这就构成了一个极大的矛盾。这个矛盾就催生了一门新兴的交叉学科,这就是生物信息学。美国人类基因组计划实

6、施五年后的总结报告中,对生物信息学作了以下的定义:生物信息学是一门交叉学科,它包含了生物信息的获取、处理、储存、分发、分析和解释等在内的所有方面,它综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具,来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义。生物信息学这一名词的出现仅仅是几年前的事情,但是计算生物学这一名词的出现则要早得多。鉴于这两门学科之间并没有或难以界定严格的分界线,在这里统称为生物信息学。一、生物信息学所研究的内容目前归入生物信息学研究领域的内容大致有以下几个方面:(1)各种生物数据库的建立和管理。这是一切生物信息学工作的基础,通常要

7、有计算机科学背景的专业人员与生物学家密切合作。(2)数据库接口和检索工具的研制。必须发展查询数据库和向库里提供数据的方便接口。这是专业人员才能胜任的工作,通常在生物信息中心里进行。(3)研究新算法,发展方便适用的程序,是生物信息学的日常任务。(4)生物信息学最重要的任务,是从海量数据中提取新知识,从已经积累的数据和知识出发,预测蛋白质的结构和功能。这是常规的研究任务。二、生物信息学在发展过程中,形成了它独特的发展方向,也确立了它的研究内容。具体说来,生物信息学要作的工作主要为:1.基因组序列的分析2.基因进化3.药物设计4.基因区

8、域预测5.基因功能预测6.蛋白质结构预测三、生物信息学发展现状1国际发展现状生物信息学的发展将会对生命科学带来革命性的变革。它的成果不仅对相关基础学科起巨大的推动作用,而且还将对医药、卫生、食品、农业等产业产生巨大的影响,甚至引发新的产业革命。因此