生物信息学 chapter 2生物信息学的生物基础

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1、绪论复习第一节引言——从人类基因组计划说起第二节生物信息学及其发展历史第三节生物信息学主要研究内容?生物信息学第四节生物信息学当前的主要任务?Bioinformatics总结第一节引言编号名称——从人类基因组计划说起第一章生物信息学引论第二节生物信息学及其发展历史第二章生物信息学的生物学基础第三节生物信息学主要研究内容第三章生物信息学数据库资源n1、生物分子数据的收集与管理第四章DNA和蛋白质序列分析n2、数据库搜索及序列比较第五章系统发生分析n3、基因组序列分析n4、基因表达数据的分析与处理第六章基因表达数据分析n5、蛋

2、白质结构预测第七章其他常用生物信息学工具第四节生物信息学当前的主要任务第八章电子克隆的原理和应用n1、基因组第九章基本生物信息学工具的开发与应用n2、蛋白质组n3、蛋白质结构n4、药物设计调查：第二章生物信息学的生物学基础咱们已经具备了怎样的生物学基础？1¡普通生物学¡生物信息学细胞遗传进化¡分子生物学——研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功能和相互关系——研究生物大分子在生命活动中的重要性、规律性，从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘生物信息是：核酸和蛋白质提纲Question1n细胞n蛋白质n生命活动的基本单位是n核酸

3、什么？？？n研究手段细胞细胞生命的精致生命不息，细胞活动不止细胞活动不止2细胞细胞原核细胞两类细胞：原核细胞：细菌、蓝细菌、原绿藻主要特点：1.遗传物质仅一个环状DNA或RNA真核细胞：如真菌、动物、植物2.无细胞核，无核膜3.无细胞器,无细胞骨架思考：原核和真核细胞的区别？？？4.以无丝分裂或出芽繁殖代表生物:支原体,细菌,兰藻,螺旋藻(人类未来的蛋白质食物新来源)细胞细胞真核细胞真核细胞主要特点：三大结构体系1.遗传物质主要聚集在染色体上1.细胞核系统:遗传信息表达系统2.有细胞核，有核膜2.骨架系统:细胞质,细胞核等

4、的骨架系统3.有细胞器,有细胞骨架4.有丝分裂和减丝分裂3.膜系统:质膜,内膜系统,细胞器代表生物:酵母，动物和植物等。细胞细胞真核细胞真核细胞¡细胞的主要构成部分：™细胞核™细胞膜™细胞器™细胞质3细胞细胞细胞核细胞膜¡真核细胞中的细胞控制中心¡细胞膜的最重要的特征是？？¡包含遗传信息（染色质）¡半透性¡与细胞质中的其它细胞器通讯细胞细胞细胞器真核细胞的分裂¡线粒体：能量加工厂¡内质网：蛋白质和脂肪合成场所¡高尔基体：加工和包装的场所¡溶酶体：水解酶催化降解的场所细胞Question2真核细胞思考题：遗传物质基本一样的细

5、胞，为n生命活动的执行者是什什么形成细胞群的功能千变万化？么？？？细胞分化，基因表达模式，蛋白的修饰4蛋白质20种标准氨基酸蛋白质氨基酸名称英文缩写简写氨基酸名称英文缩写简写甘氨酸GlyG丝氨酸SerS丙氨酸AlaA苏氨酸ThrT缬氨酸ValV天冬酰胺AsnN异亮氨酸IleI谷酰胺GlnQ亮氨酸LeuL酪氨酸TyrY苯丙氨酸PheF组氨酸HisH脯氨酸ProP天冬氨酸AspD甲硫氨酸MetM谷氨酸GluE色氨酸TrpW赖氨酸LysK半胱氨酸CysC精氨酸ArgR蛋白质蛋白质蛋白质的结构20种标准氨基酸¡按照侧链化学性质的不

6、同分为：™极性氨基酸（容易与水分子形成氢键）¡Ser、Thr、Cys、Asn、Gln、Tyr、Gly™带电氨基酸¡His、Arg、Lys（+）碱性氨基酸¡Asp、Glu（-）酸性氨基酸™疏水性氨基酸¡Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Trp、Pro和Met蛋白质蛋白质蛋白质的结构蛋白质的结构¡蛋白质的一级结构（primarystructure）™蛋白质的一级结构是指多肽链中氨基酸的序列（包括二硫桥的位置）™1953年，桑格所测定的牛胰岛素序列5蛋白质蛋白质蛋白质的结构蛋白质的结构¡蛋白质的二级结构¡a螺旋（secon

7、darystructure）¡二级结构主要有以下几种形式：（i）a螺旋（ii）b折叠–平行折叠反平行折叠（iii）b转角–连接作用”U”型结构（大多Phe,Gly组成）（iv）无规卷曲-没有确定规律性的肽链构象，但仍是紧密有序的稳定结构（v）无序结构多肽链中有６０％的区段为a螺旋和b折叠肽链主链骨架围绕中心轴盘旋成螺旋状的结构。蛋白质蛋白质蛋白质的结构蛋白质的结构¡b折叠¡b转角在球状的蛋白质分子中，肽链经常出现的回折，由4个连续的氨基酸组成。（大多Phe,Gly组成）在多肽链之间或一条肽链的肽段之间靠氢键联结而成的锯齿状

8、片层结构蛋白质蛋白质蛋白质的结构蛋白质的结构¡蛋白质的三级结构¡蛋白质的四级结构Znβ折叠α螺旋疏水核心组成蛋白质的多条肽链在天然构象空间上的排列方式，多以弱键互相连接。疏水力、氢键、盐键在二级结构基础上的肽链再折叠形成的构象6蛋白质蛋白质结构与功能的关系一级结构高级结构生物学功能即氨基酸顺序（1）蛋白