生物信息学概述ppt课件_1

收集资料,李珅,计清强,PPT制作,黄宗贵,褚诚毅,PPT演示,赖海波,内容,定义,研究方向,应用领域以及举例,定义,生物信息学（Bioinformatics）是在生命科学的研究中，以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学。它是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一，同时也将是21世纪自然科学的核心领域之一。其研究重点主要体现在基因组学（Genomics）和蛋白质组学（Proteomics）两方面，具体说就是从核酸和蛋白质序列出发，分析序列中表达的结构功能的生物信息。,研究领域,基因芯片设计 蛋白质组学数据分析 结构基因组学 药物基因组学 肿瘤基因组学 分子流行病学,研究方法,序列比对 蛋白质结构预测与功能初步注释 基因结构预测与基因表达分析 多序列联配及系统进化树构建,1.序列比对 序列比对（Sequence Alignment）的基本问题是比较两个或两个以上序列的相似性或不相似性。 我们一般借助与ncbi中的blast功能进行序列同源比对搜索,2.蛋白质结构预测与功能初步注释 基本问题是比较两个或两个以上蛋白质分子空间结构的相似性或不相似性。蛋白质的结构与功能是密切相关的。 我们借助计算机分析蛋白序列来预测蛋白质结构从而预测蛋白质的功能。一般认为，具有相似功能的蛋白质结构一般相似。,蛋白质序列结构信息,1. 氨基酸的理化性质分析 2. 蛋白质的亚细胞定位 3. 结构域分析 4. 膜蛋白的跨膜区预测 5. 蛋白质序列的二级结构预测 6. 蛋白质序列的三级结构预测,4.多序列联配及系统进化树构建 多序列对比： 通过计算机将多条氨基酸序列进行对比分析，可以得到以下信息： 1.同一基因或蛋白质在不同物种中的进化 2.多个基因或蛋白质序列之间的同源性确定它们在进化上的关系 3.基因或蛋白质的功能 系统进化树构建 通过序列同源性的比较进而了解基因的进化以及生物系统发生的内在规律,生物信息学与农业研究,农业模式植物 种质资源保存 农药设计开发 作物遗传育种 生态环境平衡 食品安全,生物学信息学在作物遗传育种研究领域中的应用,随着主要农作物遗传图谱精确度的提高，以及特定性状相关分子基础的进一步阐明，人们可以利用生物信息学的方法，先从模式生物中寻找可能的相关基因，然后在作物中找到相应的基因及其位点。农作物的遗传学和分子生物学的研究积累了大量的基因序列、分子标记、图谱和功能方面的数据，可通过建立生物信息学数据库来整合这些数据，从而比较和分析来自不同基因组的基因序列、功能和遗传图谱位置。在此基础上，育种学家就可以应用计算机模型来提出预测假设，从多种复杂的等位基因组合中建立自己所需要的表型，然后从大量遗传标记中筛选到理想的组合，从而培育出新的优良农作物品种。,Oxy Fugue 9 CCys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly-NH2,This piece was composed starting with codons from the human genome. In particular, I focused on oxytocin, the hormone which induces labor, as my wife was pregnant when I wrote it. The 27 bases (9 amino acids) forming oxytocin are mapped to the repeating piano figure, the full oxytocin gene becomes the bass line, and snips of RNA inversions, transpositions, and gonadatropin pizzicato fill in the rest. By Larry Lang 4 June 2001,生物信息学与音乐,生物信息学与现代人类学,林奈（Carl Linnaeus），他在1758年写了本书，把人类分成欧洲人、美洲人、亚洲人和非洲人这四大种族，他认为金发碧眼白皮肤的欧洲人是富有创造力的人种，黄皮肤的亚洲人则是忧虑、盲目和吝啬的，两者的区别是天生的，与后天教育无关。 布鲁门巴赫被称为现代人类学的鼻祖，他开创的这一派又被叫作“科学人类学“。即用科学的方法研究人类发展史。但是，因为早期的科学研究方法有限，手段单一，再加上当时的人类学家们有太多的政治诉求，不够中立，得出的很多结论都是错的。 直到DNA测序技术被发明出来后，人类的进化史才终于有了可靠的时间轴。,真正的、中立的科学才是打败种族主义最好的武器,科学家们很早就知道肤色的深浅源于皮肤中黑色素的多寡，但是直到2002年才终于找到了导致这一变化的基因，总数不到10个。决定欧洲人肤色变化的主要是KITLG、TYRP1、SLC24A5和SLC45A2这四个基因。通过研究这些基因的演化历史，人类学家们终于搞清了人类肤色变化的大致过程。 今年8月25日出版的分子生物学与进化（Molecular Biology and Evolution）杂志刊登了葡萄牙波尔图大学的几位科学家撰写的论文，通过分析前文提到的那四个基因的变异时间，发现在1.1万1.9万年之前欧洲人的皮肤才终于变白。早些年发表在科学上的另一篇论文得出的年代更近，为53006000年。虽