生物信息学是研究些什么的啊?

2024-05-20

1. 生物信息学是研究些什么的啊?

生物信息学的研究重点主要体现在基因组学和蛋白质学两方面,具体地说就是从核酸和蛋白质序列出发, 分析序列中表达结构和功能的生物信息 。生物信息学的基本任务是对各种生物分析序列进行分析, 也就是研究新的计算机方法, 从大量的序列信息中获取基因结构、功能和进化等知识。而在序列分析中, 将未知序列同已知序列进行相似性比较是一种强有力的研究手段,从序列的片段测定, 拼接, 基因的表达分析, 到RNA和蛋白质的结构功能预测。物种亲缘树的构建都需要进行生物分子序列的相似性比较。生物信息学中的序列比对算法的研究具有非常重要的理论意义和实践意义。
基因组中由寡核苷酸串联,重复排列的DNA序列,构成数量可变的串联重复序列,其中,微卫星DNA又称为短串联重复片列,是一种可遗传的不稳定的且具有高度多态性的短核苷酸重复序列,具有种类多,分布广,高度多态性等特点,这种多态性标志已广泛用于遗传病及亲子鉴定等.
短序列比对中,一般常用的算法主要有三个:
(1) 空位种子片段索引法,首先将读段切分,并选取其中一段或几段作为种子建立搜索索引,再通过查找索引、延展匹配来实现读段定位,通过轮换种子考虑允许出现错配)的各种可能的位置组合;
无论在发育期还是在成人体内,既有大量的新细胞产生,也有大量的旧细胞死亡,这是生物体的一种自然现象。为了维持机体组织中适宜的细胞数量,在细胞分裂和细胞死亡之间需要一种精确的动态平衡。由于这种生成与死亡的有序流程,在胚胎和成人期便维持着人体组织的适宜细胞数量。而这种精密地控制细胞的消亡过程就称为程序性细胞死亡。正常的生命需要细胞分裂以产生新细胞,并且也要有细胞的死亡,由此人体和生物的器官才得以维持平衡。

生物信息学是研究些什么的啊?

2. 生物信息学研究的内容

生物信息学的主要研究内容

1、序列比对(Alignment)

基本问题是比较两个或两个以上符号序列的相似性或不相似性。序列比对是生物信息学的基础,非常重要。两个序列的比对有较成熟的动态规划算法,以及在此基础上编写的比对软件包BLAST和FASTA,可以免费下载使用。这些软件在数据库查询和搜索中有重要的应用。

2、结构比对

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。已有一些算法。

3、蛋白质结构预测,包括2级和3级结构预测,是最重要的课题之一

从方法上来看有演绎法和归纳法两种途径。前者主要是从一些基本原理或假设出发来预测和研究蛋白质的结构和折叠过程。分子力学和分子动力学属这一范畴。后者主要是从观察和总结已知结构的蛋白质结构规律出发来预测未知蛋白质的结构。同源模建(Homology)和指认(Threading)方法属于这一范畴。虽然经过30余年的努力,蛋白结构预测研究现状远远不能满足实际需要。

4、计算机辅助基因识别(仅指蛋白质编码基因)。最重要的课题之一

基本问题是给定基因组序列后,正确识别基因的范围和在基因组序列中的精确位置.这是最重要的课题之一,而且越来越重要。经过20余年的努力,提出了数十种算法,有十种左右重要的算法和相应软件上网提供免费服务。原核生物计算机辅助基因识别相对容易些,结果好一些。从具有较多内含子的真核生物基因组序列中正确识别出起始密码子、剪切位点和终止密码子,是个相当困难的问题,研究现状不能令人满意,仍有大量的工作要做。

5、非编码区分析和DNA语言研究,是最重要的课题之一

在人类基因组中,编码部分进展总序列的3~5%,其它通常称为“垃圾”DNA,其实一点也不是垃圾,只是我们暂时还不知道其重要的功能。分析非编码区DNA序列需要大胆的想象和崭新的研究思路和方法。DNA序列作为一种遗传语言,不仅体现在编码序列之中,而且隐含在非编码序列之中。

6、分子进化和比较基因组学,是最重要的课题之一

早期的工作主要是利用不同物种中同一种基因序列的异同来研究生物的进化,构建进化树。既可以用DNA序列也可以用其编码的氨基酸序列来做,甚至于可通过相关蛋白质的结构比对来研究分子进化。以上研究已经积累了大量的工作。近年来由于较多模式生物基因组测序任务的完成,为从整个基因组的角度来研究分子进化提供了条件。

7、序列重叠群(Contigs)装配

一般来说,根据现行的测序技术,每次反应只能测出500或更多一些碱基对的序列,这就有一个把大量的较短的序列全体构成了重叠群(Contigs)。逐步把它们拼接起来形成序列更长的重叠群,直至得到完整序列的过程称为重叠群装配。拼接EST数据以发现全长新基因也有类似的问题。已经证明,这是一个NP-完备

性算法问题。

8、遗传密码的起源

遗传密码为什么是现在这样的?这一直是一个谜。一种最简单的理论认为,密码子与氨基酸之间的关系是生物进化历史上一次偶然的事件而造成的,并被固定在现代生物最后的共同祖先里,一直延续至今。不同于这种“冻结”理论,有人曾分别提出过选择优化、化学和历史等三种学说来解释遗传密码。随着各种生物基因组测序任务的完成,为研究遗传密码的起源和检验上述理论的真伪提供了新的素材。

9、基于结构的药物设计。是最重要的课题之一

人类基因组计划的目的之一在于阐明人的约10万种蛋白质的结构、功能、相互作用以及与各种人类疾病之间的关系,寻求各种治疗和预防方法,包括药物治疗。基于生物大分子结构的药物设计是生物信息学中的极为重要的研究领域。为了抑制某些酶或蛋白质的活性,在已知其3级结构的基础上,可以利用分子对接算法,在计算机上设计抑制剂分子,作为候选药物。这种发现新药物的方法有强大的生命力,也有着巨大的经济效益

3. 生物信息学的研究方向


生物信息学的研究方向

4. 生物信息学研究意义

生物信息学研究生物体系和生物过程中信息的存贮、信息的内涵和信息的传递,研究和分析生物体细胞、组织、器官的生理、病理、药理过程中的各种生物信息,或者也可以说成是生命科学中的信息科学。 狭义上应用信息科学的理论、方法和技术,管理、分析和利用生物分子数据。 生命信息系统 生物所处的时空系统 ,物质系统,信息传递与控制。
生物信息学是一门新兴的交叉学科,是生命科学领域中的新兴学科,面对人类基因组计划等各种项目所产生的庞大的分子生物学信息,生物信息学的重要性将越来越突出,它将会为生命科学的研究带来革命性的变革。 生物信息学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。 生物信息学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

5. 研究方向为生物信息学,需要什么程度的生物

研究方向为生物信息学,需要什么程度的生物
一般我在网上看到说生物信息简单的都是公司里做测序跑流程的杂鱼,这些人对他手上的工作完全不懂原理。好在一般生物信息软件开发第一条就是保证不懂电脑的科研人员也能适应,所以傻瓜型的居多。

然而数学不行对于做生物信息研究的人是极大的瓶颈,因为最了不起的生物信息领域都落在数学,物理,化学上了,你看到的所有应用其实都是这些领域的理论应用在了生物领域。于是乎,纯生物领域的研究人员对生物信息的理论知识几乎一窍不通,非傻瓜型的软件,尤其是要自己设定大量参数的软件对他们来说几乎是无法适应的。因为你会发现那些软件里面所有的参数你都没有听说过,查到文献全是数学公式,每一个能看得懂。

还说了这么多,最后告诉你数学是很重要的,即使你不打断进入开发领域,也能保证你未来的工作顺利。至于要看什么,就要看你未来的具体工作方向,不同方向的理论背景可能是完全不一样的,所以到你有具体工作的时候在讨论比较好。

研究方向为生物信息学,需要什么程度的生物

6. 生物信息学是什么专业啊?

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。
  具体而言,生物信息学作为一门新的学科领域,它是把基因组DNA序列信息分析作为源头,在获得蛋白质编码区的信息后进行蛋白质空间结构模拟和预测,然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。基因组信息学,蛋白质空间结构模拟以及药物设计构成了生物信息学的3个重要组成部分。从生物信息学研究的具体内容上看,生物信息学应包括这3个主要部分:(1)新算法和统计学方法研究;(2)各类数据的分析和解释;(3)研制有效利用和管理数据新工具。
  生物信息学是一门利用计算机技术研究生物系统之规律的学科。

7. 生物信息学在科学研究中的作用

生物信息在生物学研究上的应用主要包括在基因组学研究上的应用和在蛋白质组学研究中的应用。
1、在基因组学研究中的应用
基因组(genome)表示一个生物体所有的遗传信息的总和。一个生物体基因所包含的信息决定了该生物体的生长发育、繁殖和消亡等所有生命现象。
有关基因组的研究称为基因组学(Genomics),基因组学根据研究重点的不同分为序列基因组学(Sequence genomics)、结构基因组学(Structural genomics)、功能基因组学(Functional genomics)与比较基因组学(Comparative genomics)
2、在蛋白质组学的研究中的应用
在20世纪中后期,随着DNA双螺旋结构的提出和蛋白质空间结构的解析,生生命科学的研究进入了分子生物学时代,而遗传信息载体DNA和生命功能的体现者蛋白质的研究,成为了其主要内容。
90年代初期启动的庞大的人类基因组计划,已经取得巨大的成在20世纪中后期,随着DA双螺旋结构的提出和蛋白质空间结构的解析,生生命科学的研就,人类基因组序列草图绘制完成后,生命科学研究跨入了后基因组时代。
然而,人们清醒地识到基因仅是遗传信息的载体,而生命活动的执行者是基因的表达产物一蛋白质,它是生命现象复杂性和多变性的直接体现者。

扩展资料:
概括来说,现代生物信息学是以核酸和蛋白质等生物大分子数据库及其相关的图书、文献、资料为主要对象,以数学、信息学、计算机科学为主要手段,对浩如烟海的原始数据和原始资料进行存储、管理、注释、加工,使之成为具有明确生物意义的生物信息。
并通过对生物信息的查询、搜索、比较、分析,从中获得基因的编码、凋控、遗传、突变等知识;研究核酸和蛋白质等生物大分子的结构、功能及其相互关系;研究它们在生物体内的物质代谢能量转移、信息传导等生命活动中的作用机制。

生物信息学在科学研究中的作用

8. 生物信息学的研究对象是什么

生物信息学(Bioinformatics)是研究生物信息的采集、处理、存储、传播,分析和解释等各方面的学科,也是随着生命科学和计算机科学的迅猛发展,生命科学和计算机科学相结合形成的一门新学科。
它通过综合利用生物学,计算机科学和信息技术而揭示大量而复杂的生物数据所赋有的生物学奥秘。

扩展资料
近期生物信息学将在以下几方面迅速发展:大规模基因组测序中的信息分析;新基因和新SNPs(单核苷酸多态性)的发现与鉴定;完整的比较基因组研究;大规模基因功能表达谱的分析;生物大分子的结构模拟与药物设计。
而其长远任务是非编码区信息结构分析和遗传密码起源与生物进化的研究。读懂人类基因组,发现人类遗传语言的根本规律,从而阐明若干生物学中的重大自然哲学问题,像生命的起源与进化等。
参考资料来源:百度百科-生物信息学