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1、后基因组时代的生物信息学(生命科学学院091班薛林娜2090611127)摘要：本文介绍生物信息学的发展历程、研究范围、研究对象，对后基因组时代生物信息学的发展方向进行概述，并提出展望。关键词：后基因组；生物信息学BioinformaticsinthePost–gelomiceraAbstract:Inthispaper,thedevelopingprocess,theresearchyield,andtheresearchobjectareintroduced.Andtheoverviewforthedirectionofthebioinformatics
2、developmentinpost-genomiceraanditsoutlookareproposed.Keywords:,post-genqimc;Bioinformatiscs生物信息学就是利用计算机科学(信息学)的技术手段来研究生物学的数据,如对生物数据进行获取,存储,传输,计算,分析,模拟,预测等等。20世纪80年代以后，作为储存生物信息重要组成部分的生物信息学数据库陆续建立。20世纪90年代后，由美国、英国、法国、德国、日本和我国共同参与的国际人类基因组（humangenomeproject,HGP）计划正式启动，旨在对人类基因精确测序，博弈全部
3、遗传信息。近十年来，除人类基因序列测序外,另有上百个物种的基因序列都基本上已经得到。其间,不仅是序列测定,同时进行了其他生物学,特别是分子生物学的研究,获得了大量的实验生物数据。生物信息学,作为一门新兴学科,便应运而生。一、生物信息学的发展历程生物信息学作为生命科学研究所必需的工具。在生命科学实践中越来越显示出它的重要性，其发展历程大致经历了一下三个阶段。（一）前基因组阶段前基因组阶段，介于20世纪50年代末至80年代末(标志是HGP启动),这一时期也是早期生物信息学研究方法逐步形成阶段，生物信息学标志性的工作包括建立各种算法法则（如序列对比法）、建立生物数
4、据库（如国际三大核酸序列数据库——EMBL、GenBank、DDBJ）、以及分析DNA和蛋白质序列。6（二）基因组阶段基因组阶段，介于20世纪80年代末(标志是HGP启动)至2003年的HGP顺利完成,这是生物信息学真正兴起并形成了一门多学科的交叉、边缘学科。此阶段，生物信息学的标志性工作包括基因识别与发现、网络数据库系统的建立和交互界面工具的开发等。人类基因组计划和各种模式生物基因组测序的工作也进行全面开展。（三）后基因组阶段后基因组阶段，自2003年HGP完成开始。生物信息学在这一阶段的主要工作是进行大规模基因组分析、蛋白质组分析以及其他各种基因组学研究
5、。随着人类基因组计划和各种基因组计划程序的完成，以及新基因的发现，系统了解基因组内所有给予你生物功能成为后基因组时代的研究重点。生物信息学进入了功能基因组时代。二、后基因组时代生物信息学的研究范围及研究对象（一）研究范围后基因组时代将深入到研究单个分子的结构和运动规律结合宏观生态学,从大的角度来研究生命过程，着重于“序列、结构、功能、应用”中的“功能和应用”部分，从系统角度研究生命过程的各个层次。就研究面来说,涉及并参与各生命科学领域的研究。（二）研究对象在后基因组时代，生物信息学的研究对象是生物数据。其中最“经典”的是分子生物学数据,是基因组技术的产物——
6、DNA序列。1、分子与细胞生物学以DNA、RNA、蛋白质为对象，分析编码区和非编码区中信息结构和编码特征以及相应的信息调节与表达规律等。2、分子和生态进化通从各种基因结构与成分的进化,密码子使用的进化,到进化树的构建,各种理论上和实验上的课题都等待生物信息学家的研究。过比较不同生物基因组中各种结构成分的异同,可以大大加深我们对生物进化的认识。3、脑和神经科学6近年来,神经生物学研究也取得了大量的科研成果,但是这些研究大多是在组织、细胞和分子水平进行的,不能很好地在系统和整体水平上反映人脑活动的规律。随着核磁共振成像和正电子发射断层成像的发展,应用计算机技术,
7、使得我们有可能在系统和整体水平上无创地研究人脑的功能定位、功能区之间的联系以及神经递质和神经受体等。由此产生的神经信息学研究将对我们了解脑、治疗脑和开发脑产生重大作用。4、生物物理学研究的是生物的物理形态,涉及生物能学,细胞结构生物物理学,电生理学等等。但这方面的生物数据获取和分析也越来越依赖于计算机的应用了,如模型的建立,光谱、成像数据的分析等等。5、医药学在现有的基因测序的工作平台上,强化生物信息学平台的建设,可加快对突发性疫情,公共卫生进行监控和对制病源进行快速有效的分析和解决。而结合生物芯片数据分析,确定药物作用靶,再利用计算机技术进行合理的药物设计
8、,将是新药开发的主要途径。6、农牧渔林学生物信息学研
