【精品资料】生物信息学 chapter 1.ppt

1,生物信息学Bioinformatics,2,对生物信息学,你有多少了解?,3,什么是生物信息学？生物信息学与人类基因组计划,本节课主要告诉我们:,4,GCCATGGCGGCCGCGGGAATTCGATTTTGAGAGTGAGCATTTTGGGTTCCGGGGGGAGTATGGTCGCAAGGCTGAAACTTAAAGGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTACGGCTTAATTTGACCCAACACGGGGAAACTTACCAGGTCCAGACATAGTAAGGATTGACAGACTGAGAGCTCTTTCTTGATTCTATGGGTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGTTAACGAACGAGACCTCAGCCTGCTAAATAGCTATGTGGAGGTAACCCTCCACGGCCAGCTTCTTAGAGGGACTATGGCCGCTTAGGCCACGGAAGTTTGAGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTTCTGGGCCGCACGCGCGCTTCACTGATGTATTCAACGAGTCTATAGCCTTGGCCGACAGGTCCGGGTAATCTTTGAAATTTCATCGTGATGGGGATAGATCATTGCAATTGTTGGTCTTCAACGAGGAATTCCTAGTAAGCGCGAGTCATCAGCTCGCGTTGACTACGTCCCTGCCCTTTGTACACACCGCCCGTCGCTCCTACCGATTGAATGGTCCGGTGAAGTGTTCGGATTGCGGCGACGTGAGCGGTTCGCTGCCCGCGACGTTGTGAGAAGTCCACTGAACCTTATCATTTAGAGGAAGGAGAAGTCGTAACAAGGTTCCGTAGGTGAACCTGCGGAAGGATCATTGTCGATGCCTCACAATCAGATTGACCCGCGTACTCTGCGTTGATACCACTGCTTAATCACTAGTGAATTCGCGGCCGCCTGCAGGTCGACCATATGGGAGAGCTCCCAACGCGTTGGATGCATAGCTTGAGTATTCTATAGTGTCACCTAAATAGCTTGCGTATCATGTCATAGCTGTTTCCTGGTGTGAATTGTTATCCGCCTCACAATTCACAGGCGGCGGCCGCGGGAATTCGATTTTGAGAGTGAGCATTTTGGGTTCCGGGGGGAGTATGGTCGCAAGGCTGAAACTTAAAGGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTACGGCTTAATTTGACCCAACACGGGGAAACTTACCAGGTCCAGACATAGTAAGGATTGACAGACTGAGAGCTCTTTCTTGATTCTATGGGTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGTTAACGAACGAGACCTCAGCCTGCTAAATAGCTAGTTGGAGGTAACCCTCCACGGCCAGCTTCTTAGAGGGACTATGGCCGCTTAGGCCACGGAAGTTTGAGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTTCTGGGCCGCACGCGCGCTTCACTGATGTATTCAACGAGTCTATAGCCTTGGCCGACAGGTCCGGGTAATCTTTGAAATTTCATCGTGATGGGGATAGATCATTGCAATTGTTGGTCTTCAACGAGGAATTCCTAGTAAGCGCGAGTCATCAGCTCGCGTTGACTACGTCCCTGCCCTTTGTACACACCGCCCGTCGCTCCTACCGATTGAATGGTCCGGTGAAGTGTTCGGATTGCGGCGACGTGAGCGGTTCGCTGCCCGCGACGTTGTGAGAAGTCCACTGAACCTTATCATTTAGAGGAAGGAGAAGTCGTAACAAGGTTTCCGTAGGTGAACCTGCGGAAGGATCATTGTCGATGCCTCACAATCAGATTGACCCGCGTACTCTGCGTTGATACCACTGCTTAATCACTAGTGAATTCGCGGCCGCCTGCAGGTCGACCATATGGGAGAGCTCCCAACGCGTTGGATGCATAGCTTGAGTATTCTATAGTGTCACCTAAATAGCTTGCGTATCATGTCATAGCTGTTTCCTGGTGTGAATTGTTATCCGCCTCACAATTCGCCATGGCGGCCGCGGGAATTCGATTTTGAGAGTGAGCATTTTGGGTTCCGGGGGGAGTATGGTCGCAAGGCTGAAACTTAAAGGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTACGGCTTAATTTGACCCAACACGGGGAAACTTACCAGGTCCAGACATAGTAAGGATTGACAGACTGAGAGCTCTTTCTTGATTCTATGGGTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGTTAACGAACGAGACCTCAGCCTGCTAAATAGCTATGTGGAGGTAACCCTCCACGGCCAGCTTCTTAGAGGGACTATGGCCGCTTAGGCCACGGAAGTTTGAGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTTCTGGGCCGCACGCGCGCTTCACTGATGTATTCAACGAGTCTATAGCCTTGGCCGACAGGTCCGGGTAATCTTTGAAATTTCATCGTGATGGGGATAGATCATTGCAATTGTTGGTCTTCAACGAGGAATTCCTAGTAAGCGCGAGTCATCAGCTCGCGTTGACTACGTCCCTGCCCTTTGTACACACCGCCCGTCGCTCCTACCGATTGAATGGTCCGGTGAAGTGTTCGGATTGCGGCGACGTGAGCGGTTCGCTGCCCGCGACGTTGTGAGAAGTCCACTGAACCTTATCATTTAGAGGAAGGAGAAGTCGTAACAAGGTTCCGTAGGTGAACCTGCGGAAGGATCATTGTCGATGCCTCACAATCAGATTGACCCGCGTACTCTGCGTTGATACCACTGCTTAATCACTAGTGAATTCGCGGCCGCCTGCAGGTCGACCATATGGGAGAGCTCCCAACGCGTTGGATGCATAGCTTGAGTATTCTATAGTGTCACCTAAATAGCTTGCGTATCATGTCATAGCTGTTTCCTGGTGTGAATTGTTATCCGCCTCACAATTCACAGGCGGCGGCCGCGGGAATTCGATTTTGAGAGTGAGCATTTTGGGTTCCGGGGGGAGTATGGTCGCAAGGCTGAAACTTAAAGGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTACGGCTTAATTTGACCCAACACGGGGAAACTTACCAGGTCCAGACATAGTAAGGATTGACAGACTGAGAGCTCTTTCTTGATTCTATGGGTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGTTAACGAACGAGACCTCAGCCTGCTAAATAGCTATGTGGAGGTAACCCTCCACGGCCAGCTTCTTAGAGGGACTATGGCCGCTTAGGCCACGGAAGTTTGAGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTTCTGGGCCGCACGCGCGCTTCACTGATGTATTCAACGAGTCTATAGCCTTGGCCGACAGGTCCGGGTAATCTTTGAAATTTCATCGTGATGGGGATAGATCATTGCAATTGTTGGTCTTCAACGAGGAATTCCTAGTAAGCGCGAGTCATCAGCTCGCGTTGACTACGTCCCTGCCCTTTGTACACACCGCCCGTCGCTCCTACCGATTGAATGGTCCGGTGAAGTGTTCGGATTGCGGCGACGTGAGCGGTTCGCTGCCCGCGACGTTGTGAGAAGTCCACTGAACCTTATCATTTAGAGGAAGGAGAAGTCGTAACAAGGTTTCCGTAGGTGAACCTGCGGAAGGATCATTGTCGATGCCTCACAATCAGATTGACCCGCGTACTCTGCGTTGATACCACTGCTTAATCACTAGTGAATTCGCGGCCGCCTGCAGGTCGACCATATGGGAGAGCTCCCAACGCGTTGGATGCATAGCTTGAGTATTCTATAGTGTCACCTAAATAGCTTGCGTATCATGTCATAGCTGTTTCCTGGTGTGAATTGTTATCCGCCTCACAATTC,Where?,Go?,天 书,5,Where?,Go?,6,Out of Africa,1.人类(现代智人)大约起源于100,000200,000年前2.45,000年前走出非洲。3.根据线粒体基因组构建进化树，进行系统发育树的分子进化分析。,7,53个人的线粒体基因组(16,587bp),8,人类迁移的路线,9,生物学背景？分子生物学基因工程数学？统计学，模型，算法计算机科学背景？Linux/Perl/PHP/JAVA/C+/Visual Basic,10,生物信息学？新兴的交叉学科,Mathematical sciences,Computer sciences,Life sciences,11,What is bioinformatics?,生物信息学：研究对象：生物学（核酸蛋白质）研究内容：数学模型；生物学范畴研究工具：计算机科学（程序）研究人员：计算机科学家生物学家,12,So,采用信息科学技术，借助数学、生物学的理论、方法，对各种生物信息（包括核酸、蛋白质等）的收集、加工、储存、分析、解释的一门学科。收集、加工、储存：计算机科学家分析、解释：生物学家,生物信息学,13,生物信息学的学习人员：1）学习生物信息学是为了发展生物信息学 计算机科学家2）学习生物信息学是为了应用生物信息学 分子生物学家我们属于,14,15,Course content,生物信息学的资源生物信息学工具（软件、程序）的介绍和使用基本的生物信息学原理（模型）生物信息学分析的思路基本生物信息学软件的编写 能够学有所用是根本！,16,17,http:/WinXP/Vista,18,References,张成岗等生物信息学方法与实践，科学出版社，2002黄韧等。生物信息学网络资源与应用，中山大学出版社，2003钟扬等简明生物信息学，高等教育出版社，2001孙啸等，生物信息学基础，清华大学出版社，2005J.Pevsner.生物信息学与功能基因组学,化学工业出版社.孙之荣译.2006.,19,关于上机,地点：生科楼B2017时间：第1-10周:周四6-7 第11-18周:选择1：周五10-11节（19:00-20:30)选择2：周一，二或四：12-13节(20:40-22:10)每次理论课之后会通知大家。,20,关于成绩,平时成绩:30%主要是出勤记录(扣分)课堂表现(加分)期末考试:70%,第一章生物信息学引论,22,内容,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 第四节 生物信息学当前的主要任务 第五节 生物信息学所用的方法和技术,23,第一节引言,人类基因组计划（HGP）开始人类基因组计划带来了 生物信息学。,24,曼哈顿原子弹计划,阿波罗登月计划,人类基因组计划,人类自然科学史上的 大计划,3,25,人类基因组计划准备用15年时间投入30亿美元，完成人全部24(22+X+Y)条染色体中3.2109个碱基对的序列测定，主要任务包括做图（遗传图谱物理图谱以及转录图谱的绘制）、测序和基因识别，其根本任务是解读和破译生物体的生老病死以及与疾病相关的遗传信息。,26,DNA:遗传物质(遗传信息的载体)A,C,G,T 基因（Gene）,DNA、基因、基因组,27,基因组(Genome)：包含细胞或生物体全套的遗传信息的全部 遗传物质。细胞核基因组DNA细胞质（线粒体、叶绿体）基因组DNA,人类基因组：3.2109 bp,28,29,HGP的历史回顾,1984.12 犹他州阿尔塔组织会议，初步研讨测定人类整个基 因组DNA序列的意义1985 Dulbecco在Science撰文“肿瘤研究的转折点:人 类基因组的测序”美国能源部(DOE)提出“人类基因组计划”草案1987 美国能源部和国家卫生研究院（NIH）联合为“人类 基因组计划”下拨启动经费约550万美元1989 美国成立“国家人类基因组研究中心”，Watson担任 第一任主任1990.10 经美国国会批准，人类基因组计划正式启动,James Watson,30,查尔斯-德利思（Charles DeLisi）博士,有人称德利思为“人类基因组计划之父”他不是第一个提出人类基因组计划的人，但他促成了第一个人类基因组研究项目的启动。,31,第一个自由生物体流感嗜血菌(H.inf)的全基因组测序完成完成人类基因组计划的遗传作图思考：为什么伴随人类基因组计划，要对其他的基因组小的物种进行测序？,H.inf全基因组,Saccharomyces cerevisiae酿酒酵母,Caenorhabditis elegans秀丽线虫,32,比如说啤酒酵母的全基因组测序:20世纪90年代初,600多名科学家短短几年时间完成了12Mb的酵母全基因组测序,发现了5885个编码蛋白质的基因,390个转录rRNA,小RNA和tRNA基因.这些基因大约60%通过计算机分析得到的.,33,1997 大肠杆菌(E.coli)全基因组测序完成1998 完成人类基因组计划的物理作图 开始人类基因组的大规模测序 Celera公司加入，与公共领域竞争 启动水稻基因组计划1999.7 第5届国际公共领域人类基因组测序会议，加快测序速度,大肠杆菌及其全基因组,水稻基因组计划,34,At the White House on June 26,Francis Collins(r),Director of the National Human Genome Research Institute,President Clinton,and J.Craig Venter,President of Celara Genomics,lauded the thousands of scientists who contributed to the genome sequence.公共领域和Celera公司同时宣布完成人类基因组工作草图,35,2000 Celera公司宣布完成果蝇基因组测序 国际公共领域宣布完成第一个植物基因组拟南芥全基 因组的测序工作2001.2.15 Nature刊文发表国际公共领域结果2001.2.16 Science刊文发表Celera公司及其合作者结果,Drosophila melanogaster果蝇,Arabidopsis thaliana拟南芥,36,2001年2月15日Nature封面,2001年2月16日Science封面,37,人类基因组与其它生物基因组比较,38,通过国际合作，用15年时间(19902005)至少投入30亿美元，构建详细的人类基因组遗传图和物理图，确定人类DNA的全部核苷酸序列，定位约10万基因（现在发现是大概3万），并对其它生物进行类似研究。HGP的终极目标阐明人类基因组全部DNA序列；识别基因；建立储存这些信息的数据库；开发数据分析工具；研究HGP实施所带来的伦理、法律和社会问题。,HGP目标,39,大规模测序基本策略,逐个克隆法：对连续克隆系中排定的BAC克隆逐个进行亚克隆测序并进行组装（公共领域测序计划）针对图谱的！全基因组鸟枪法：在一定作图信息基础上，绕过大片段连续克隆系的构建而直接将基因组分解成小片段随机测序，利用超级计算机进行组装（美国Celera公司）,40,大规模基因组测序,41,42,运用计算机软件进行序列拼接,43,我国对人类基因组计划的贡献,44,又一次成功！水稻基因研究,45,46,GCCATGGCGGCCGCGGGAATTCGATTTTGAGAGTGAGCATTTTGGGTTCCGGGGGGAGTATGGTCGCAAGGCTGAAACTTAAAGGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTACGGCTTAATTTGACCCAACACGGGGAAACTTACCAGGTCCAGACATAGTAAGGATTGACAGACTGAGAGCTCTTTCTTGATTCTATGGGTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGTTAACGAACGAGACCTCAGCCTGCTAAATAGCTATGTGGAGGTAACCCTCCACGGCCAGCTTCTTAGAGGGACTATGGCCGCTTAGGCCACGGAAGTTTGAGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTTCTGGGCCGCACGCGCGCTTCACTGATGTATTCAACGAGTCTATAGCCTTGGCCGACAGGTCCGGGTAATCTTTGAAATTTCATCGTGATGGGGATAGATCATTGCAATTGTTGGTCTTCAACGAGGAATTCCTAGTAAGCGCGAGTCATCAGCTCGCGTTGACTACGTCCCTGCCCTTTGTACACACCGCCCGTCGCTCCTACCGATTGAATGGTCCGGTGAAGTGTTCGGATTGCGGCGACGTGAGCGGTTCGCTGCCCGCGACGTTGTGAGAAGTCCACTGAACCTTATCATTTAGAGGAAGGAGAAGTCGTAACAAGGTTCCGTAGGTGAACCTGCGGAAGGATCATTGTCGATGCCTCACAATCAGATTGACCCGCGTACTCTGCGTTGATACCACTGCTTAATCACTAGTGAATTCGCGGCCGCCTGCAGGTCGACCATATGGGAGAGCTCCCAACGCGTTGGATGCATAGCTTGAGTATTCTATAGTGTCACCTAAATAGCTTGCGTATCATGTCATAGCTGTTTCCTGGTGTGAATTGTTATCCGCCTCACAATTCACAGGCGGCGGCCGCGGGAATTCGATTTTGAGAGTGAGCATTTTGGGTTCCGGGGGGAGTATGGTCGCAAGGCTGAAACTTAAAGGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTACGGCTTAATTTGACCCAACACGGGGAAACTTACCAGGTCCAGACATAGTAAGGATTGACAGACTGAGAGCTCTTTCTTGATTCTATGGGTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGTTAACGAACGAGACCTCAGCCTGCTAAATAGCTATGTGGAGGTAACCCTCCACGGCCAGCTTCTTAGAGGGACTATGGCCGCTTAGGCCACGGAAGTTTGAGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTTCTGGGCCGCACGCGCGCTTCACTGATGTATTCAACGAGTCTATAGCCTTGGCCGACAGGTCCGGGTAATCTTTGAAATTTCATCGTGATGGGGATAGATCATTGCAATTGTTGGTCTTCAACGAGGAATTCCTAGTAAGCGCGAGTCATCAGCTCGCGTTGACTACGTCCCTGCCCTTTGTACACACCGCCCGTCGCTCCTACCGATTGAATGGTCCGGTGAAGTGTTCGGATTGCGGCGACGTGAGCGGTTCGCTGCCCGCGACGTTGTGAGAAGTCCACTGAACCTTATCATTTAGAGGAAGGAGAAGTCGTAACAAGGTTTCCGTAGGTGAACCTGCGGAAGGATCATTGTCGATGCCTCACAATCAGATTGACCCGCGTACTCTGCGTTGATACCACTGCTTAATCACTAGTGAATTCGCGGCCGCCTGCAGGTCGACCATATGGGAGAGCTCCCAACGCGTTGGATGCATAGCTTGAGTATTCTATAGTGTCACCTAAATAGCTTGCGTATCATGTCATAGCTGTTTCCTGGTGTGAATTGTTATCCGCCTCACAATTCGCCATGGCGGCCGCGGGAATTCGATTTTGAGAGTGAGCATTTTGGGTTCCGGGGGGAGTATGGTCGCAAGGCTGAAACTTAAAGGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTACGGCTTAATTTGACCCAACACGGGGAAACTTACCAGGTCCAGACATAGTAAGGATTGACAGACTGAGAGCTCTTTCTTGATTCTATGGGTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGTTAACGAACGAGACCTCAGCCTGCTAAATAGCTATGTGGAGGTAACCCTCCACGGCCAGCTTCTTAGAGGGACTATGGCCGCTTAGGCCACGGAAGTTTGAGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTTCTGGGCCGCACGCGCGCTTCACTGATGTATTCAACGAGTCTATAGCCTTGGCCGACAGGTCCGGGTAATCTTTGAAATTTCATCGTGATGGGGATAGATCATTGCAATTGTTGGTCTTCAACGAGGAATTCCTAGTAAGCGCGAGTCATCAGCTCGCGTTGACTACGTCCCTGCCCTTTGTACACACCGCCCGTCGCTCCTACCGATTGAATGGTCCGGTGAAGTGTTCGGATTGCGGCGACGTGAGCGGTTCGCTGCCCGCGACGTTGTGAGAAGTCCACTGAACCTTATCATTTAGAGGAAGGAGAAGTCGTAACAAGGTTCCGTAGGTGAACCTGCGGAAGGATCATTGTCGATGCCTCACAATCAGATTGACCCGCGTACTCTGCGTTGATACCACTGCTTAATCACTAGTGAATTCGCGGCCGCCTGCAGGTCGACCATATGGGAGAGCTCCCAACGCGTTGGATGCATAGCTTGAGTATTCTATAGTGTCACCTAAATAGCTTGCGTATCATGTCATAGCTGTTTCCTGGTGTGAATTGTTATCCGCCTCACAATTCACAGGCGGCGGCCGCGGGAATTCGATTTTGAGAGTGAGCATTTTGGGTTCCGGGGGGAGTATGGTCGCAAGGCTGAAACTTAAAGGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTACGGCTTAATTTGACCCAACACGGGGAAACTTACCAGGTCCAGACATAGTAAGGATTGACAGACTGAGAGCTCTTTCTTGATTCTATGGGTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGTTAACGAACGAGACCTCAGCCTGCTAAATAGCTATGTGGAGGTAACCCTCCACGGCCAGCTTCTTAGAGGGACTATGGCCGCTTAGGCCACGGAAGTTTGAGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTTCTGGGCCGCACGCGCGCTTCACTGATGTATTCAACGAGTCTATAGCCTTGGCCGACAGGTCCGGGTAATCTTTGAAATTTCATCGTGATGGGGATAGATCATTGCAATTGTTGGTCTTCAACGAGGAATTCCTAGTAAGCGCGAGTCATCAGCTCGCGTTGACTACGTCCCTGCCCTTTGTACACACCGCCCGTCGCTCCTACCGATTGAATGGTCCGGTGAAGTGTTCGGATTGCGGCGACGTGAGCGGTTCGCTGCCCGCGACGTTGTGAGAAGTCCACTGAACCTTATCATTTAGAGGAAGGAGAAGTCGTAACAAGGTTTCCGTAGGTGAACCTGCGGAAGGATCATTGTCGATGCCTCACAATCAGATTGACCCGCGTACTCTGCGTTGATACCACTGCTTAATCACTAGTGAATTCGCGGCCGCCTGCAGGTCGACCATATGGGAGAGCTCCCAACGCGTTGGATGCATAGCTTGAGTATTCTATAGTGTCACCTAAATAGCTTGCGTATCATGTCATAGCTGTTTCCTGGTGTGAATTGTTATCCGCCTCACAATTC,Sequence result,47,笼统的说，人类基因组计划为我们研究生物信息的组织、结构、遗传、表达带来了极大的方便，使人类对自身有一个根本的了解。人类是最高级、最复杂、最重要的生物，如果搞清楚人类基因组，那么再研究其它的生物就容易得多。研究多种模式生物基因组将有助于研究地球生物的进化史。,人类基因组计划的实施意义,48,基因变异与疾病,人类基因组计划的实施意义,49,基因组计划带来的科学挑战,随着实验数据和可利用信息急剧增加，信息的管理和分析成为基因组计划的一项重要的工作。1、信息的整合2、信息的储存3、信息的比较4、信息的分析5、信息的分解,基因组学,功能基因组学,50,功能基因组学,基因组学研究重心已开始从揭示生命的所有遗传信息转移到在分子整体水平对功能的研究上,即功能基因组学（functional genomics）功能基因组的任务是进行基因组功能注释（Genome annotation）认识基因与疾病的关系掌握基因的产物及其在生命活动中的作用,51,功能基因组学的研究内容,进一步识别基因，识别基因转录调控信息，分析遗传语言。注释所有基因产物的功能，这是目前基因组功能注释的主要层次。研究基因的表达调控机制，研究基因在生物体代谢途径中的地位，分析基因、基因产物之间的相互作用关系，绘制基因调控网络图。比较基因组学研究，在基因组水平对各个生物进行对照比较，可以揭示生命的起源和进化、发现蛋白质功能。,52,结构与功能,信号网络代谢途径,细胞重建,系统重建,基因组,基因,后基因组时代,单个基因的结构与功能基因家族代谢途径基因组,53,这些过程都需要生物信息学的帮助!,生物信息学的应用,55,生物医药信息市场药物基因组学数据收集和分析生物芯片数据收集和分析,(商业)生物信息学市场规模：,1998：18亿美元2002：85亿美元2006年:380亿美元,56,基因组分析（基础科学研究的需要）,基因组测序，拼接基因的分离基因组的结构基因的序列到功能比较基因组学研究蛋白质的结构与功能分子进化研究,57,更多的应用与人类生活密切相关,新药物设计基因芯片疾病快速诊断流行病学研究人类基因组计划寄生虫基因组计划：基因芯片,58,新药物开发是生物信息学的主要应用领域，也是生物信息学研究与开发的主要经费来源,59,基因组计划产生的基因及基因多态性数据与临床医学检验结果之间的关系需要利用生物信息学的方法去分析、去揭示，根据这样的分析结果，科学家能够更准确地了解疾病产生的根本原因，更精确地预测某个人患癌症、糖尿病或者心脏病的可能性，从而彻底改变我们诊断、治疗和预防疾病的方式,60,基因变异与疾病,61,病人健康人,基因芯片诊断,及早治疗，对症下药,基因芯片,62,此外，生物信息学和人类基因组计划为药物靶标的发现和新药的研制开创了新天地，未来的药物设计将是基于生物信息学的知识挖掘的过程,通过数据分析首先确立靶标分子,预测蛋白质分子结构,设计药物分子与靶标分子相互作用,63,1、什么是生物信息学？2、你认为生物信息学有什么用？3、人类基因组计划与生物信息学有什么关系？,课堂练习,64,通过本门课程的学习，我们将能够：学会搜索各种生物信息学资源；能够利用各种工具搜索核酸蛋白质数据库；能够对未知基因及其产物进行初步的生物信息学分析；能够利用数据库进行序列的拼接和电子克隆；能够进行系统发育树的构建和分析；6了解生物信息学的一般概念和基本算法；7初步设计本地化的的生物信息学分析软件,学习目标：,