组员唐蜜蜜 李萍 舒伟良 Bioinformatics 目 录 什么是生物信息学 生物 ...

1、 组员组员:唐蜜蜜唐蜜蜜 李萍李萍 舒伟良舒伟良 目 录n什么是生物信息学n生物信息学的产生背景n生物信息学发展过程n生物信息学的基本方法n生物信息学的研究内容n生物信息学的应用nBlast使用简单介绍什么是生物信息学 生物信息学是一门交叉科学，它包含了生物信息的获取、加工、存储、分配、分析、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物理化学分子生物学数学信息技术生物信息学的产生背景 生物信息学（bioinformatics)是80年代未随着人类基因组计划（Human genome project)的启动而兴起的一门新的

2、交叉学科。它涉及生物学、数学、计算机科学和工程学，依赖于计算机科学、工程学和应用数学的基础，更依赖于生物实验和衍生数据的大量储存。事实上，它是一门理论概念与实践应用并重的学科。生物信息学发展过程n年，在美国田纳西州盖特林堡召开的首次“生物学中的信息理论研讨会”上，便产生了生物信息学的概念n年，林华安博士正式把这一学科命名为“生物信息学”（BioinformaticsBioinformatics）n世纪后期,随着人类基因组计划的实施生物信息学有了飞速的发展生物信息学的基本方法n建立生物数据库：如GENBANK、Protein Data Bank(PDB)等n数据库检索：数据库检索：Blastn序

3、列分析：序列对位排列、同源比较、进化分析n统计模型：如隐马尔可夫模型基因识别、药物设计n算法：如自动序列拼接、外显子预测和同源比较等生物信息学的研究内容n获取人和各种生物的完整基因组n发现新基因和新的单核苷酸多态性n基因组中非编码区信息结构分析n在基因组水平研究生物进化n完整基因组的比较研究n蛋白质结构模拟与药物设计生物信息学的应用n基因组分析（首要任务）n基因芯片n药物开发 随着实验数据和可利用信息急剧增加，信息的管理和随着实验数据和可利用信息急剧增加，信息的管理和分析成为分析成为HGP的一项重要的工作的一项重要的工作 发现生物学发现生物学规律规律解读生物解读生物遗传密码遗传密码认识生命的本

4、质认识生命的本质研究基因组数据研究基因组数据之间的关系之间的关系分析现有的分析现有的基因组数据基因组数据利用数学模型利用数学模型和人工智能技术和人工智能技术基因芯片n图象分析 n数据分析 n数据整合/相关数据库生物信息学与新药研制生物信息学与新药研制未来的药物研究过程将是基于生物信息知未来的药物研究过程将是基于生物信息知识挖掘的过程识挖掘的过程数据处理和数据处理和关联分析关联分析发现药物发现药物作用对象作用对象确定靶目标确定靶目标分子分子针对靶目标针对靶目标进行合理的进行合理的药物设计药物设计基于生物信息学的新药设计基于生物信息学的新药设计新的生物学研究模式的出发点应该是理论的。科学家将从理论

5、推测出新的生物学研究模式的出发点应该是理论的。科学家将从理论推测出发，然后再返回到实验中去，追踪或验证这些理论假设。发，然后再返回到实验中去，追踪或验证这些理论假设。生物学家不生物学家不仅必须成为计算机学者，而且也要改变他们研究生命现象的途径。仅必须成为计算机学者，而且也要改变他们研究生命现象的途径。W. Gilbert, Towards A Paradigm Shift in Biology, W. Gilbert, Towards A Paradigm Shift in Biology, Nature, Nature, 349(1991)99349(1991)99 实验永远起着决定作用实验

6、永远起着决定作用 计算计算/理论生物学的发展离不理论生物学的发展离不开实验生物学的贡献开实验生物学的贡献 实验生物学日益依赖计算实验生物学日益依赖计算/理理论生物学的指导论生物学的指导2121世纪生命科学世纪生命科学理论理论计算计算实验实验数学与物理科学数学与物理科学 Exploring BLAST searchBLAST is a set of similarity search programs designed to explore all of the available sequence databases regardless of whether the query is pro

7、tein or DNA.Currently, it is the most popular and most accepted sequence analysis tool. Identify unknown sequences Help gene/protein function and structure prediction Identify protein family Prepare sequences for multiple alignments And more n/BLAST 1.Select BLAST program t

8、o use (blastn, blastp, blastx, tblastn, tblastx)2.Select database to search (notice that different BLAST programs have different databases)3.Enter Sequence4.Submit Search Running NCBI BLASTSelect DatabaseRunning NCBI BLASTClick BLAST!BLAST Format OptionsThis image shows the distribution of BLAST hits on the query sequence. Each line represents a hit. The span of a line represents the region where similarity is detected. D