生物信息學(xué)1人類(lèi)基因組計(jì)劃

1、1生物信息學(xué)生物信息學(xué)2第一章：緒第一章：緒 論論第一節(jié)第一節(jié) 引言引言 從人類(lèi)基因組計(jì)劃說(shuō)起從人類(lèi)基因組計(jì)劃說(shuō)起 第二節(jié)第二節(jié) 生物信息學(xué)及其發(fā)展歷史生物信息學(xué)及其發(fā)展歷史 第三節(jié)第三節(jié) 生物信息學(xué)主要研究?jī)?nèi)容生物信息學(xué)主要研究?jī)?nèi)容 第四節(jié)第四節(jié) 生物信息學(xué)當(dāng)前的主要任務(wù)生物信息學(xué)當(dāng)前的主要任務(wù) 第五節(jié)第五節(jié) 生物信息學(xué)所用的方法和技術(shù)生物信息學(xué)所用的方法和技術(shù)34曼哈頓原子彈計(jì)劃曼哈頓原子彈計(jì)劃阿波羅登月計(jì)劃阿波羅登月計(jì)劃人類(lèi)基因組計(jì)劃人類(lèi)基因組計(jì)劃56060年代初，美國(guó)總統(tǒng)年代初，美國(guó)總統(tǒng)KennedyKennedy提出兩個(gè)科學(xué)計(jì)劃：提出兩個(gè)科學(xué)計(jì)劃：登月計(jì)劃登月計(jì)劃攻克腫瘤計(jì)劃攻克腫瘤

2、計(jì)劃 人類(lèi)遺傳信息的復(fù)雜性人類(lèi)遺傳信息的復(fù)雜性人類(lèi)基因組計(jì)劃人類(lèi)基因組計(jì)劃(HGP，Human Genome Project)6生命活動(dòng)三要素：物質(zhì)、能量、信息生命活動(dòng)三要素：物質(zhì)、能量、信息 DNA: 遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)(遺傳信息的載體遺傳信息的載體) 雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu) A, C, G, T四種基本字符的復(fù)雜文本四種基本字符的復(fù)雜文本 基因基因（Gene）：具有遺傳效應(yīng)的：具有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段分子片段7 基因組基因組(Genome)(Genome)：包含包含細(xì)胞或生物體全套的遺傳信息的全部細(xì)胞或生物體全套的遺傳信息的全部 遺傳物質(zhì)。遺傳物質(zhì)。原核生物原核生物( (細(xì)菌、病毒等細(xì)菌、

3、病毒等) ) 真核生物真核生物( (真菌、植物、動(dòng)物等真菌、植物、動(dòng)物等) )人類(lèi)基因組：人類(lèi)基因組： 3.2109 bp8基因組基因組 一個(gè)物種中所有基因的整體組成一個(gè)物種中所有基因的整體組成back9 人類(lèi)基因組計(jì)劃準(zhǔn)備用人類(lèi)基因組計(jì)劃準(zhǔn)備用1515年時(shí)間，年時(shí)間，投入投入3030億美元，完成人類(lèi)全部?jī)|美元，完成人類(lèi)全部2424條條染色體的染色體的3 310109 9脫氧核苷酸對(duì)脫氧核苷酸對(duì)(bp)(bp)的序列測(cè)定，主要任務(wù)包括作圖的序列測(cè)定，主要任務(wù)包括作圖( (遺遺傳圖譜、物理圖譜的建立及轉(zhuǎn)錄圖傳圖譜、物理圖譜的建立及轉(zhuǎn)錄圖譜的繪制譜的繪制) )、測(cè)序和基因識(shí)別。其中、測(cè)序和基因識(shí)別

4、。其中還包括模式生物還包括模式生物( (如大腸桿菌、酵母、如大腸桿菌、酵母、線(xiàn)蟲(chóng)、小鼠等線(xiàn)蟲(chóng)、小鼠等) )基因組的作圖和測(cè)序，基因組的作圖和測(cè)序，以及信息系統(tǒng)的建立。以及信息系統(tǒng)的建立。作圖作圖和和測(cè)序測(cè)序是基本的任務(wù)，在此基礎(chǔ)上解讀和是基本的任務(wù)，在此基礎(chǔ)上解讀和破譯生物體生老病死以及和疾病相破譯生物體生老病死以及和疾病相關(guān)的遺傳信息關(guān)的遺傳信息10back111984.12 猶他州阿爾塔組織會(huì)議，初步研討測(cè)定人類(lèi)整個(gè)基 因組DNA序列的意義1985 Dulbecco在Science撰文 “腫瘤研究的轉(zhuǎn)折點(diǎn):人 類(lèi)基因組的測(cè)序” 美國(guó)能源部(DOE)提出“人類(lèi)基因組計(jì)劃”草案1987 美國(guó)能

5、源部和國(guó)家衛(wèi)生研究院（NIH）聯(lián)合為“人類(lèi) 基因組計(jì)劃”下?lián)軉?dòng)經(jīng)費(fèi)約550萬(wàn)美元1989 美國(guó)成立“國(guó)家人類(lèi)基因組研究中心”，Watson擔(dān)任 第一任主任1990.10 經(jīng)美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)，人類(lèi)基因組計(jì)劃正式啟動(dòng)James WatsonWalter Gilbert12第一個(gè)自由生物體流感嗜血菌第一個(gè)自由生物體流感嗜血菌( (H. infH. inf) )的全基因組測(cè)序完成的全基因組測(cè)序完成1996 1996 完成人類(lèi)基因組計(jì)劃的遺傳作圖完成人類(lèi)基因組計(jì)劃的遺傳作圖 啟動(dòng)模式生物基因組計(jì)劃啟動(dòng)模式生物基因組計(jì)劃H.inf全基因組全基因組Saccharomyces cerevisiae釀酒酵母釀酒酵

6、母Caenorhabditis elegans秀麗線(xiàn)蟲(chóng)秀麗線(xiàn)蟲(chóng)131997 1997 大腸桿菌大腸桿菌( (E.coliE.coli) )全基因組測(cè)序完成全基因組測(cè)序完成1998 1998 完成人類(lèi)基因組計(jì)劃的物理作圖完成人類(lèi)基因組計(jì)劃的物理作圖 開(kāi)始人類(lèi)基因組的大規(guī)模測(cè)序開(kāi)始人類(lèi)基因組的大規(guī)模測(cè)序 CeleraCelera公司加入，與公共領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)公司加入，與公共領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng) 啟動(dòng)水稻基因組計(jì)劃啟動(dòng)水稻基因組計(jì)劃1999.7 1999.7 第第5 5屆國(guó)際公共領(lǐng)域人類(lèi)基因組測(cè)序會(huì)議，加快測(cè)序速度屆國(guó)際公共領(lǐng)域人類(lèi)基因組測(cè)序會(huì)議，加快測(cè)序速度大腸桿菌及其全基因組大腸桿菌及其全基因組水稻基因組計(jì)劃水稻

7、基因組計(jì)劃142001年年2月月15日日Nature封面封面2001年年2月月16日日Science封面封面15At 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

8、 sequence.161999.7 第5屆國(guó)際公共領(lǐng)域人類(lèi)基因組測(cè)序會(huì)議，加快測(cè)序速度2000 Celera公司宣布完成果蠅基因組測(cè)序 國(guó)際公共領(lǐng)域宣布完成第一個(gè)植物基因組擬南芥全基 因組的測(cè)序工作2000.6.26 公共領(lǐng)域和Celera公司同時(shí)宣布完成人類(lèi)基因組工作草圖2001.2.15 Nature刊文發(fā)表國(guó)際公共領(lǐng)域結(jié)果2001.2.16 Science刊文發(fā)表Celera公司及其合作者結(jié)果Drosophila melanogaster果蠅果蠅Arabidopsis thaliana擬南芥擬南芥17HGPHGP的最初目標(biāo)的最初目標(biāo)通過(guò)國(guó)際合作，用通過(guò)國(guó)際合作，用1515年時(shí)間年時(shí)間(

9、1990(19902005)2005)至至少投入少投入3030億美元，構(gòu)建詳細(xì)的人類(lèi)基因組遺傳圖和物理圖億美元，構(gòu)建詳細(xì)的人類(lèi)基因組遺傳圖和物理圖 ，確定人類(lèi)確定人類(lèi)DNADNA的全部核苷酸序列，定位約的全部核苷酸序列，定位約1010萬(wàn)基因，并對(duì)其它萬(wàn)基因，并對(duì)其它生物進(jìn)行類(lèi)似研究。生物進(jìn)行類(lèi)似研究。4 4張圖：張圖： HGPHGP的終極目標(biāo)的終極目標(biāo)闡明人類(lèi)基因組全部闡明人類(lèi)基因組全部DNADNA序列；序列；識(shí)別基因；識(shí)別基因；建立儲(chǔ)存這些信息的數(shù)據(jù)庫(kù)；建立儲(chǔ)存這些信息的數(shù)據(jù)庫(kù)；開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)分析工具；開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)分析工具；研究研究HGPHGP實(shí)施所帶來(lái)的倫理、法律和社會(huì)問(wèn)題。實(shí)施所帶來(lái)的倫理、法律和

10、社會(huì)問(wèn)題。 遺傳圖物理圖物理圖序列圖序列圖轉(zhuǎn)錄圖轉(zhuǎn)錄圖18n遺傳圖譜（遺傳圖譜（genetic mapgenetic map）又稱(chēng)連鎖圖譜）又稱(chēng)連鎖圖譜(linkage map)(linkage map)，它是以具有遺傳多態(tài)性（在一，它是以具有遺傳多態(tài)性（在一個(gè)遺傳位點(diǎn)上具有一個(gè)以上的等位基因，在群體個(gè)遺傳位點(diǎn)上具有一個(gè)以上的等位基因，在群體中的出現(xiàn)頻率皆高于中的出現(xiàn)頻率皆高于1%1%）的遺傳標(biāo)記為）的遺傳標(biāo)記為“路標(biāo)路標(biāo)”，以遺傳學(xué)距離（在減數(shù)分裂事件中兩個(gè)位點(diǎn)之間以遺傳學(xué)距離（在減數(shù)分裂事件中兩個(gè)位點(diǎn)之間進(jìn)行交換、重組的百分率，進(jìn)行交換、重組的百分率，1%1%的重組率稱(chēng)為的重組率稱(chēng)為1cM

11、1cM）為圖距的基因組圖。遺傳圖譜的建立為基因識(shí)別為圖距的基因組圖。遺傳圖譜的建立為基因識(shí)別和完成基因定位創(chuàng)造了條件。和完成基因定位創(chuàng)造了條件。遺傳圖譜遺傳圖譜 19間間期期前前期期 I同同源源染染色色體體形形成成配配對(duì)對(duì)中中期期 I晚晚期期 I發(fā)發(fā)生生交交換換前前期期 II中中期期 II晚晚期期 II末末期期 II配配子子n遺傳連鎖圖：通過(guò)遺傳連鎖圖：通過(guò)計(jì)算連鎖的遺傳標(biāo)計(jì)算連鎖的遺傳標(biāo)志之間的重組頻率，志之間的重組頻率，確定它們的相對(duì)距確定它們的相對(duì)距離，一般用厘摩離，一般用厘摩（cMcM，即每次減數(shù)，即每次減數(shù)分裂的重組分裂的重組頻率為頻率為1%1%）表示。表示。back20物理圖譜物理

12、圖譜n物理圖譜（物理圖譜（physical map）是指有關(guān)構(gòu)）是指有關(guān)構(gòu)成基因組的全部基因的排列和間距的信成基因組的全部基因的排列和間距的信息，它是通過(guò)對(duì)構(gòu)成基因組的息，它是通過(guò)對(duì)構(gòu)成基因組的DNA分子分子進(jìn)行測(cè)定而繪制的。繪制物理圖譜的目進(jìn)行測(cè)定而繪制的。繪制物理圖譜的目的是把有關(guān)基因的遺傳信息及其在每條的是把有關(guān)基因的遺傳信息及其在每條染色體上的相對(duì)位置線(xiàn)性而系統(tǒng)地排列染色體上的相對(duì)位置線(xiàn)性而系統(tǒng)地排列出來(lái)。出來(lái)。21n1998 年完成了具有年完成了具有52,000個(gè)序列標(biāo)簽位點(diǎn)個(gè)序列標(biāo)簽位點(diǎn)(STS)，并覆并覆蓋人類(lèi)基因組大部分區(qū)域的連續(xù)克隆系的物理圖譜。蓋人類(lèi)基因組大部分區(qū)域的連續(xù)克

13、隆系的物理圖譜。敲碎基因組，分析研究?jī)?nèi)容所處的染色體位置敲碎基因組，分析研究?jī)?nèi)容所處的染色體位置細(xì)菌人工染色體細(xì)菌人工染色體80300 kb ）酵母人工染色體酵母人工染色體（數(shù)百（數(shù)百 2000 kb中心粒中心粒一對(duì)緊密一對(duì)緊密一對(duì)相鄰一對(duì)相鄰染色體圖染色體圖（）back22轉(zhuǎn)錄圖譜轉(zhuǎn)錄圖譜 n轉(zhuǎn)錄圖譜是在識(shí)別基因組所包含的蛋白轉(zhuǎn)錄圖譜是在識(shí)別基因組所包含的蛋白質(zhì)編碼序列的基礎(chǔ)上繪制的結(jié)合有關(guān)基質(zhì)編碼序列的基礎(chǔ)上繪制的結(jié)合有關(guān)基因序列、位置及表達(dá)模式等信息的圖譜。因序列、位置及表達(dá)模式等信息的圖譜。 23通過(guò)定位克隆技術(shù)尋找疾病基因的過(guò)程通過(guò)定位克隆技術(shù)尋找疾病基因的過(guò)程 back24序列圖譜

14、序列圖譜n隨著遺傳圖譜和物理圖譜的完成，測(cè)序隨著遺傳圖譜和物理圖譜的完成，測(cè)序就成為重中之重的工作。就成為重中之重的工作。DNA序列分析序列分析技術(shù)是一個(gè)包括制備技術(shù)是一個(gè)包括制備DNA片段化及堿基片段化及堿基分析、分析、DNA信息翻譯的多階段的過(guò)程。信息翻譯的多階段的過(guò)程。通過(guò)測(cè)序得到基因組的序列圖譜通過(guò)測(cè)序得到基因組的序列圖譜 25大規(guī)?；蚪M測(cè)序大規(guī)模基因組測(cè)序26大規(guī)模測(cè)序基本策略大規(guī)模測(cè)序基本策略n逐個(gè)克隆法：對(duì)連續(xù)克逐個(gè)克隆法：對(duì)連續(xù)克隆系中排定的隆系中排定的BACBAC克隆克隆逐個(gè)進(jìn)行亞克隆測(cè)序并逐個(gè)進(jìn)行亞克隆測(cè)序并進(jìn)行組裝（公共領(lǐng)域測(cè)進(jìn)行組裝（公共領(lǐng)域測(cè)序計(jì)劃）序計(jì)劃）n全基因

15、組鳥(niǎo)槍法：在一全基因組鳥(niǎo)槍法：在一定作圖信息基礎(chǔ)上，繞定作圖信息基礎(chǔ)上，繞過(guò)大片段連續(xù)克隆系的過(guò)大片段連續(xù)克隆系的構(gòu)建而直接將基因組分構(gòu)建而直接將基因組分解成小片段隨機(jī)測(cè)序，解成小片段隨機(jī)測(cè)序，利用超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行組利用超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行組裝（美國(guó)裝（美國(guó)CeleraCelera公司）公司）27運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行序列拼接運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行序列拼接back28人類(lèi)基因組人類(lèi)基因組人類(lèi)基因組的組成人類(lèi)基因組的組成線(xiàn)粒體基因組線(xiàn)粒體基因組(16.6kb)細(xì)胞核基因組細(xì)胞核基因組(3200Mb)基因外序列基因外序列基因和基因有關(guān)序列基因和基因有關(guān)序列約約10%約約90%專(zhuān)一或中等重復(fù)序列專(zhuān)一或中等重復(fù)序列N

16、on-coding DNA假基因假基因內(nèi)含子內(nèi)含子基因片段基因片段90%專(zhuān)一的或低專(zhuān)一的或低拷貝數(shù)序列拷貝數(shù)序列中度至高度重復(fù)序列中度至高度重復(fù)序列2030%7080%分散重復(fù)序列分散重復(fù)序列串聯(lián)重復(fù)序列串聯(lián)重復(fù)序列/成簇重復(fù)序列成簇重復(fù)序列約約60%約約40%蛋白編碼蛋白編碼基因基因rRNA基因基因tRNA基因基因Coding DNA29人類(lèi)基因組構(gòu)成人類(lèi)基因組構(gòu)成2424條染色體和線(xiàn)粒體條染色體和線(xiàn)粒體/mapview/map_search.cgi?taxid=960630基因識(shí)別基因識(shí)別 n基因識(shí)別（基因識(shí)別（gene identifi

17、cation）是）是HGP的的重要內(nèi)容之一，其目的是識(shí)別全部人類(lèi)的基因。重要內(nèi)容之一，其目的是識(shí)別全部人類(lèi)的基因。n基因識(shí)別包括：基因識(shí)別包括：l識(shí)別基因組編碼區(qū)識(shí)別基因組編碼區(qū)l識(shí)別基因結(jié)構(gòu)識(shí)別基因結(jié)構(gòu)n基因識(shí)別目前常采用的有二種方法：基因識(shí)別目前常采用的有二種方法：l從基因組序列中識(shí)別那些轉(zhuǎn)錄表達(dá)的從基因組序列中識(shí)別那些轉(zhuǎn)錄表達(dá)的DNA片段片段l從從cDNA文庫(kù)中挑取并克隆。文庫(kù)中挑取并克隆。 31人類(lèi)基因組計(jì)劃的實(shí)施意義人類(lèi)基因組計(jì)劃的實(shí)施意義 n人類(lèi)基因組計(jì)劃為我們研究生物信息的組織、人類(lèi)基因組計(jì)劃為我們研究生物信息的組織、結(jié)構(gòu)、遺傳、表達(dá)帶來(lái)了極大的方便，使人類(lèi)結(jié)構(gòu)、遺傳、表達(dá)帶來(lái)了

18、極大的方便，使人類(lèi)對(duì)自身有一個(gè)根本的了解。對(duì)自身有一個(gè)根本的了解。n人類(lèi)是最高級(jí)、最復(fù)雜、最重要的生物，如果人類(lèi)是最高級(jí)、最復(fù)雜、最重要的生物，如果搞清楚人類(lèi)基因組，那么再研究其它的生物就搞清楚人類(lèi)基因組，那么再研究其它的生物就容易得多。容易得多。n研究多種模式生物基因組將有助于研究地球生研究多種模式生物基因組將有助于研究地球生物的進(jìn)化史。物的進(jìn)化史。32基因變異與疾病基因變異與疾病33基基因因組組多多態(tài)態(tài)性性34又一次成功！又一次成功！ 水稻基因研究水稻基因研究35面對(duì)堆積如山的生物學(xué)數(shù)據(jù)面對(duì)堆積如山的生物學(xué)數(shù)據(jù)36 隨著實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和可利用信息急劇增加，信息的管理和隨著實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和可利用信息急劇

19、增加，信息的管理和分析成為分析成為HGP的一項(xiàng)重要的工作的一項(xiàng)重要的工作 發(fā)現(xiàn)生物學(xué)發(fā)現(xiàn)生物學(xué)規(guī)律，規(guī)律，解讀生物解讀生物遺傳密碼遺傳密碼認(rèn)識(shí)生命的本質(zhì)認(rèn)識(shí)生命的本質(zhì)研究基因組數(shù)據(jù)研究基因組數(shù)據(jù)之間的關(guān)系之間的關(guān)系分析現(xiàn)有的分析現(xiàn)有的基因組數(shù)據(jù)基因組數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)模型利用數(shù)學(xué)模型和人工智能技術(shù)和人工智能技術(shù)37各學(xué)科參與、協(xié)作：生命科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī) 科學(xué)、材料科學(xué)以及倫理、法律等社會(huì)科學(xué) 首要科學(xué)問(wèn)題首要科學(xué)問(wèn)題 如何找到記載在基因組DNA一維結(jié)構(gòu)上控制生命時(shí)間、空間 的調(diào)控信息的編碼方式和調(diào)節(jié)規(guī)律。 應(yīng)用數(shù)學(xué)、復(fù)雜系統(tǒng)理論、信息論、非線(xiàn)性科學(xué) 催生生物信息學(xué)生物信息學(xué)、計(jì)算生物

20、學(xué)計(jì)算生物學(xué) DNA芯片技術(shù)芯片技術(shù) 交叉性技術(shù)領(lǐng)域：物理學(xué)、微電子信息技術(shù)、生化技術(shù)、信 息技術(shù) 結(jié)構(gòu)生物學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué) 前沿領(lǐng)域之一：生物物理學(xué)、生物化學(xué)、晶體學(xué)、波譜學(xué)、 光譜學(xué)以及X射線(xiàn)晶體衍射技術(shù)、核磁共振技術(shù)38生命信息的組織、傳遞、表達(dá)物理化學(xué)分子生物學(xué)遺傳學(xué)信息技術(shù)39功能基因組學(xué)功能基因組學(xué) nHGP即將完成，我們即將進(jìn)入即將完成，我們即將進(jìn)入“后基因組后基因組學(xué)學(xué)”(post-genomics)時(shí)代時(shí)代n基因組學(xué)研究重心已開(kāi)始從揭示生命的所有遺基因組學(xué)研究重心已開(kāi)始從揭示生命的所有遺傳信息轉(zhuǎn)移到在傳信息轉(zhuǎn)移到在分子整體水平對(duì)功能的研究上分子整體水平對(duì)功能的研究上,即功能基因組

21、學(xué)（即功能基因組學(xué)（functional genomics）n功能基因組的任務(wù)是功能基因組的任務(wù)是進(jìn)行基因組功能注釋?zhuān)ㄟM(jìn)行基因組功能注釋?zhuān)℅enome annotation）認(rèn)識(shí)基因與疾病的關(guān)系認(rèn)識(shí)基因與疾病的關(guān)系掌握基因的產(chǎn)物及其在生命活動(dòng)中的作用掌握基因的產(chǎn)物及其在生命活動(dòng)中的作用40功能基因組學(xué)的研究?jī)?nèi)容功能基因組學(xué)的研究?jī)?nèi)容n進(jìn)一步識(shí)別基因，識(shí)別基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控信息，分進(jìn)一步識(shí)別基因，識(shí)別基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控信息，分析遺傳語(yǔ)言。析遺傳語(yǔ)言。n注釋所有基因產(chǎn)物的功能，這是目前基因組功注釋所有基因產(chǎn)物的功能，這是目前基因組功能注釋的主要層次。能注釋的主要層次。n研究基因的表達(dá)調(diào)控機(jī)制，研究基因在生物體

22、研究基因的表達(dá)調(diào)控機(jī)制，研究基因在生物體代謝途徑中的地位，分析基因、基因產(chǎn)物之間代謝途徑中的地位，分析基因、基因產(chǎn)物之間的相互作用關(guān)系，繪制基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)圖。的相互作用關(guān)系，繪制基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)圖。n比較基因組學(xué)研究，在基因組水平對(duì)各個(gè)生物比較基因組學(xué)研究，在基因組水平對(duì)各個(gè)生物進(jìn)行對(duì)照比較，可以揭示生命的起源和進(jìn)化、進(jìn)行對(duì)照比較，可以揭示生命的起源和進(jìn)化、發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)功能。發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)功能。41人類(lèi)基因組與其它生物基因組比較人類(lèi)基因組與其它生物基因組比較42例：人與鼠染色體的差別例：人與鼠染色體的差別43Structure & FunctionPathways & Physiology

23、Populations& EvolutionEcosystemsGenomesGene Products后基因組時(shí)代44生物信息學(xué)與新藥研制生物信息學(xué)與新藥研制未來(lái)的藥物研究過(guò)程將是基于生物信息知未來(lái)的藥物研究過(guò)程將是基于生物信息知識(shí)挖掘的過(guò)程識(shí)挖掘的過(guò)程數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)處理和關(guān)聯(lián)分析關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)藥物發(fā)現(xiàn)藥物作用對(duì)象作用對(duì)象確定靶目標(biāo)確定靶目標(biāo)分子分子針對(duì)靶目標(biāo)針對(duì)靶目標(biāo)進(jìn)行合理的進(jìn)行合理的藥物設(shè)計(jì)藥物設(shè)計(jì)45生物信息學(xué)與疾病檢測(cè)生物信息學(xué)與疾病檢測(cè)n基因組計(jì)劃產(chǎn)生的基因及基因多態(tài)性數(shù)據(jù)與臨基因組計(jì)劃產(chǎn)生的基因及基因多態(tài)性數(shù)據(jù)與臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)結(jié)果之間的關(guān)系需要利用生物信息床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)結(jié)果之間

24、的關(guān)系需要利用生物信息學(xué)的方法去分析、去揭示學(xué)的方法去分析、去揭示n根據(jù)這樣的分析結(jié)果，科學(xué)家能夠更準(zhǔn)確地了根據(jù)這樣的分析結(jié)果，科學(xué)家能夠更準(zhǔn)確地了解疾病產(chǎn)生的根本原因，更精確地預(yù)測(cè)某個(gè)人解疾病產(chǎn)生的根本原因，更精確地預(yù)測(cè)某個(gè)人患癌癥、糖尿病或者心臟病的可能性，從而徹患癌癥、糖尿病或者心臟病的可能性，從而徹底改變我們?cè)\斷、治療和預(yù)防疾病的方式底改變我們?cè)\斷、治療和預(yù)防疾病的方式 46蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的研究 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)序列蛋白質(zhì)序列 蛋白質(zhì)功能關(guān)系蛋白質(zhì)功能關(guān)系 47n基因組計(jì)劃的不斷推進(jìn)，其結(jié)果不僅導(dǎo)致基因組計(jì)劃的不斷推進(jìn)，其結(jié)果不僅導(dǎo)致DNAD

25、NA序列數(shù)據(jù)的迅速增長(zhǎng)，也導(dǎo)致蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)序列數(shù)據(jù)的迅速增長(zhǎng)，也導(dǎo)致蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)的迅速增長(zhǎng)。的迅速增長(zhǎng)。n生物信息學(xué)在蛋白組學(xué)研究中的主要任務(wù)是產(chǎn)生物信息學(xué)在蛋白組學(xué)研究中的主要任務(wù)是產(chǎn)生和分析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并將結(jié)構(gòu)知識(shí)應(yīng)用于生和分析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并將結(jié)構(gòu)知識(shí)應(yīng)用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等生命科學(xué)領(lǐng)域。生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等生命科學(xué)領(lǐng)域。n蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。n蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是合理藥物分子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是合理藥物分子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。n蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)。48基于生物信息學(xué)的新藥設(shè)計(jì)基于生物信息學(xué)的新藥設(shè)計(jì)49生物信息學(xué)生物信息學(xué)研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能關(guān)系