组学与系统生物学

《组学与系统生物学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、组学与系统生物学摘要：往往我们所能感受到和观察到的现象都是由若干个独立的存在组成，由能够为人感受的现象到对独立的存在的研究再返回独立的存在的已经成为众多科研工作者的研究模式。随着生物技术尤其是分子生物学等的迅速发展，组学和系统的角度已经成为我们还原现象本质的重要方法。从从属关系上来说，组学的发展为更高层次的系统研究打下了一定的基础。目前研究的较为成熟的有基因组学，蛋白质组学和随之延伸出的代谢组学，肽组学等。关键词：基因组学，蛋白质组学，转录组学，代谢组学，肽组学，发展，方法，系统生物学1、基因组学基因

2、组学的发展是基于测序技术的发展，近年来，基因组学研究重心已开始从揭示生命的所有遗传信息的结构基因组学转移到从分子整体水平对功能的研究即功能基因组学上。功能基因组学的主要任务是对基因进行注释，尽管单个基因在不同的微环境会表现出不同的功能，现在的生物学家已经尽可能多的发现基因的功能，为系统生物学的研究打下基础。1·1基因组的测序Sanger法即双脱氧核苷酸末端终止法为代表的第一代测序技术帮助人们完成了从噬菌体基因组到人类基因组图谱等大量测序工作。基于焦磷酸测序法的高通量基因组测序系统为第二代测序技术，这一

3、技术的建立开创了边合成边测序的先河。第二代测序技术在制备测序文库的时候都需要经过PCR扩增，而这一PCR过程可能引入突变或者改变样品中核酸分子的比例关系；另外，第二代测序的读长普遍偏短，在进行数据拼接时会遇到麻烦；为了克服这样的缺点，以单分子实时测序和纳米孔为标志的第三代测序技术逐渐发展起来。基因组需要解决的根本问题是高通量，基因芯片与第二代DNA测序是两种重要的高通量基因组学研究技术,对于揭示基因组的结构与功能已经并正在发挥重要的推动作用。1·1·1基因芯片技术基因芯片技术是近些年发展起来的高通量检

4、测基因序列的方法，基于待检样品与对照的已知样品中的基因序列的比对，具体来说是将需要检测的基因序列固定在载体上，将样品与之杂交，通过荧光显色的方法将待检基因可视化达到检测目的的技术。2、蛋白质组学蛋白质组学是在特定的细胞或者组织中检测所有表达的蛋白质，这是功能基因组学的另一个侧面。随着功能基因组时代和蛋白质组时代的到来，双向电泳技术和质谱技术的联用已经成为生物学研究的核心技术之一。双向电泳技术的基本原理是第一向基于蛋白质等电点的不同在pH梯度胶内等电聚焦；第二向则沿着与一向垂直的方向根据分子量大小的不同

5、进行分离，把复杂的蛋白质混合物在二维平面上分开。通过染色将蛋白质显示出来。结合质谱技术，解析蛋白质的结构，对其功能研究也有很大的推动作用。3、转录组学其中转录组是指特定细胞在某一功能状态下所能转录出来的所有RNA的总和，转录组学是指通过高通量方法研究转录物组的表达动力学，间接地阐述基因组的功能。1、代谢组学代谢组学定义为：以动物的体液和组织为研究对象．研究生物体对病理生理刺激或基因修饰产生的代谢物质其质和量的动态变化，关注的对象为相对分子质量在1000以下的小分子化合物。NMR光谱技术和MS技术是目前

6、最常用的2种代谢组学分析方法。其本质是基于物理性质，带电量和分子量的大小，光学性质等的不同。2、肽组学肽，本质还是蛋白质，只是相对一般的蛋白质而言，分子质量要小得多，在生物体内，存在着很多小分子的肽，参与了生物体的不同的功能，如神经肽类物质就参与了体内代谢和调控，在体内的功能不容忽视，但由于其分子量小再加上表达量一般都很少，这就增大了其研究难度，需要更灵敏的检测方法。GeertBaggerman等人就利用了纳米液相色谱和串联质谱技术分析了果蝇幼虫中枢神经系统的肽组学，并鉴定出了多个新的肽类。借助高端的

7、仪器，在生物学水平上检测到尽可能多的肽类物质。讨论：组学，都强调了高通量，其实质是尽可能多的将研究对象拓宽，在各个作用相关体之间找出关系，对研究的微环境达到系统的认识。组学方法虽然在一定程度上表现在了系统的层面，但是还远远不够，在生物个体生存的大的环境和自身的微环境共同作用下，协调发展，只有更系统的分析，对研究对象的各个利益相关体都考虑在内，才能称得上对此完全了解，这将是系统生物学面临的一大挑战。比如说要考查某个基因的功能，仅仅通过同源比对，推测其可能的功能，然后针对这个功能加以验证，这还远远不够。生

8、物多样性组成了这个有意思的世界，或许，我们的研究生命的本质的出发点就没有找准，或许，如是说只是在向大自然的多态臣服。生物世界的存在还是吸引了一群热爱思考，执着真理的生物学家在这条系统生物学的漫长路上不断探索。参考文献：［1］程丽萍.蛋白质组学研究中双向电泳技术的应用.2011年4月.农业与技术,第3l卷,第2期［2］赵永强，王鸿丽，刘念，李燕，王红霞等.多肽电泳结合质朴技术在血清多肽组学研究中的应用.2007年9月.分析检测学报.第26卷［3］Geert