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📄 第一章 生物信息学引论.htm

📁 这是一些经典算法的描述
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📖 第 1 页 / 共 5 页
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  <p class=MsoPlainText><span style='font-size:10.5pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;
  mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman";
  mso-font-kerning:1.0pt'><!--mstheme-->海量<O:P></span><span style='font-size:
  10.5pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman";mso-font-kerning:
  1.0pt'> </O:P></span><span lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>
  </td>
  <td width=201 style='width:151.1pt;border-top:none;border-left:none;
  border-bottom:solid windowtext .5pt;border-right:solid windowtext .5pt;
  mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt;
  padding:4.25pt 5.4pt 4.25pt 5.4pt;height:66.0pt'><!--mstheme-->
  <p class=MsoPlainText><span style='font-size:10.5pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;
  mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman";
  mso-font-kerning:1.0pt'><!--mstheme-->基因表达模式相关分析<O:P></span><span
  style='font-size:10.5pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman";
  mso-font-kerning:1.0pt'> </O:P></span><span lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>
  <p class=MsoPlainText><span style='font-size:10.5pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;
  mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman";
  mso-font-kerning:1.0pt'>基因调控网络分析<O:P></span><span style='font-size:10.5pt;
  mso-bidi-font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman";mso-font-kerning:
  1.0pt'> </O:P></span><span lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>
  <p class=MsoPlainText><span style='font-size:10.5pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;
  mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman";
  mso-font-kerning:1.0pt'>表达调控信息分析<O:P></span><span style='font-size:10.5pt;
  mso-bidi-font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman";mso-font-kerning:
  1.0pt'> </O:P></span><span lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>
  </td>
 </tr>
</table>

<!--mstheme--></div>

<p><span lang=EN-US style='font-size:10.5pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;
font-family:"Times New Roman";mso-font-kerning:1.0pt'>&nbsp;</span><span
lang=EN-US style='font-size:10.0pt'>&nbsp;&nbsp; 掌握互联网上各种生物信息学数据库以及相关软件的使用技术已成为生物学和医学研究人员的迫切需要。尤其是分子生物学的三大核心数据库—GenBank核酸序列数据库、SWISS-PROT蛋白质序列数据库和PDB生物大分子结构数据库，不仅是全世界分子生物学和医学研究人员获取生物分子的序列、结构和其他信息的基本来源，而且是发表自己序列或结构测定结果的重要媒体。围绕这三大核心数据库还有众多面向各种特定应用的衍生数据库和分析软件，这些数据库分别从不同角度、以不同方式对各类生物信息学数据进行归纳、总结和注释，而各种分析软件为挖掘这些数据提供了有力的工具。</span><span
lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<h3><!--mstheme--><span lang=EN-US style='font-size:12.0pt;color:#EFCE8F'>1.1.4
生物信息学的研究意义</span><span lang=EN-US><o:p></o:p></span></h3>

<!--mstheme-->

<p class=MsoPlainText style='text-indent:21.25pt'><span style='font-size:10.0pt'>生物信息学研究是从理论上认识生物本质的必要途径，通过生物信息学研究和探索，可以更为全面和深刻地认识生物科学中的本质问题，了解生物分子信息的组织和结构，破译基因组信息，阐明生物信息之间的关系。基因序列到蛋白质序列的三联密码关系是众所周知的，也是非常简单、非常确定的，然而，基因调控序列与基因表达之间的关系、蛋白质序列与蛋白质结构之间的关系则是未知的，也一定是非常复杂的。破译和阐明生物信息的本质将使得人类对生物界的认识跨越一个新台阶。<O:P>
</O:P></span><span lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<p class=MsoPlainText style='text-indent:21.25pt'><span style='font-size:10.0pt'>生物信息学的出现将改变生物学的研究方式。传统的生物学是一门实验科学，传统分子生物学实验往往是集中精力研究一个基因、一条代谢路径，手工分析完全能够胜任。然而，随着分子生物学技术的发展，已经出现一些高通量的实验方法，如基因芯片，利用基因芯片一次可以获取上千个基因的表达数据。生物学已经从一次只分析一个生物分子的时代跳跃到同时分析成千上万个生物分子的时代。对于高通量的实验结果，必须利用计算机进行自动分析。因而，在高通量实验技术出现的时代，生物信息学必然要介入生物学研究和实验。再者，从生物分子数据本身来看，各种数据之间存在着密切的关系，如<span
lang=EN-US>DNA序列与蛋白质序列、基因突变与疾病等，这些联系反映了生物学的规律。但是，这些关系可能是非常复杂的，是我们未知的，是简单的多元统计方法难以分析的。对于这些复杂的关系，必须运用现代信息学的方法去分析，去研究。因而，随着分子生物学研究的深入，必然需要生物信息学。另外，现在全世界每天都会产生大量的核酸和蛋白质序列，不可能用实验的方法去详细研究每一条序列，必须首先进行信息处理和分析，去粗取精，去伪存真。通过预处理，发现有用的线索，在此基础上进行有针对性、有明确目的的分子生物学实验。因而，生物信息学在指导实验、精心设计实验方面将会发挥重要的作用。科学家预言：生物信息学将是21世纪生物学的核心。<O:P>
</O:P></span></span><span lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<p class=MsoNormal><span style='font-size:10.0pt;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:
"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>生物信息学研究在医学上也有重要的意义。通过生物信息学分析，可以了解基因与疾病的关系，了解疾病产生的机理，为疾病的诊断和治疗提供依据。研究生物分子结构与功能的关系将是研制新药的基础，可以帮助确定新药作用的目标和作用的方式，从而为设计新药提供依据。揭示人类及重要动植物种类的基因的信息，继而开展生物大分子结构模拟和药物设计，是当今国际上正在迅速发展的自然科学领域最重大的课题之一，这方面的研究不仅对认识生物的起源、对认识生物遗传、发育与进化的本质有重要意义，而且将为人类疾病的科学诊断和合理治疗开辟全新的途径，还可为动植物的物种改良提供坚实的理论基础。</span>
<span lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<p>　<span lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<p align=right style='text-align:right'><span lang=EN-US><!--[if gte vml 1]><v:shape
 id="_x0000_i1036" type="#_x0000_t75" alt="" style='width:36pt;height:43.5pt'>
 <v:imagedata src="./第一章%20生物信息学引论.files/image022.jpg" o:href="http://www.lmbe.seu.edu.cn/chenyuan/xsun/bioinfomatics/web/images/return.jpg"/>
</v:shape><![endif]--><![if !vml]><img width=48 height=58
src="./第一章%20生物信息学引论.files/image022.jpg" border=0 v:shapes="_x0000_i1036"><![endif]></span><b><span
lang=EN-US style='font-size:18.0pt;font-family:隶书'><a
href="http://www.lmbe.seu.edu.cn/chenyuan/xsun/bioinfomatics/web/Index.html">返回总目录</a></span></b><span
lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<p align=right style='text-align:right'><span lang=EN-US><!--[if gte vml 1]><v:shape
 id="_x0000_i1037" type="#_x0000_t75" alt="" style='width:33.75pt;height:33pt'>
 <v:imagedata src="./第一章%20生物信息学引论.files/image023.jpg" o:href="http://www.lmbe.seu.edu.cn/chenyuan/xsun/bioinfomatics/web/images/ReturnTop.jpg"/>
</v:shape><![endif]--><![if !vml]><img border=0 width=45 height=44
src="./第一章%20生物信息学引论.files/image023.jpg" v:shapes="_x0000_i1037"><![endif]></span><b><span
lang=EN-US style='font-size:18.0pt;font-family:隶书'><a
href="http://www.lmbe.seu.edu.cn/chenyuan/xsun/bioinfomatics/web/CharpterOne/#mark1">返回页首
</a></span></b><b><span lang=EN-US style='font-size:18.0pt;mso-ascii-font-family:
隶书;mso-fareast-font-family:隶书'>&nbsp;</span></b><b><span lang=EN-US
style='font-size:18.0pt;font-family:隶书'> </span></b><span lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<h1 align=center style='text-align:center'><span style='font-family:隶书;
color:#EFCE8F'>第二章</span><span lang=EN-US style='font-size:36.0pt;mso-ascii-font-family:
隶书;mso-fareast-font-family:隶书;color:#EFCE8F'>&nbsp;</span><span
style='font-family:隶书;color:#EFCE8F'>生物信息学的生物学基础</span><span lang=EN-US><o:p></o:p></span></h1>

<!--mstheme-->

<p align=center style='text-align:center'><span lang=EN-US style='font-size:
36.0pt;font-family:隶书;color:#EFCE8F'><!--[if gte vml 1]><v:shape id="_x0000_i1040"
 type="#_x0000_t75" alt="" style='width:495.75pt;height:18.75pt'>
 <v:imagedata src="./第一章%20生物信息学引论.files/image001.jpg" o:href="http://www.lmbe.seu.edu.cn/chenyuan/xsun/bioinfomatics/web/images/mytemp14.jpg"/>
</v:shape><![endif]--><![if !vml]><img border=0 width=661 height=25
src="./第一章%20生物信息学引论.files/image024.jpg" v:shapes="_x0000_i1040"><![endif]></span><span
lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<p><span lang=EN-US><SELECT NAME="str_sel"
onchange="javascript:window.location=(this.options[this.selectedIndex].value);">
<OPTION SELECTED>========= 选择章节 ==========
<OPTION VALUE="2.1.htm">2.1 细胞
<OPTION VALUE="2.2.htm">2.2 蛋白质的结构和功能
<OPTION VALUE="2.3.htm">2.3 遗传信息载体——DNA
<OPTION VALUE="2.4.htm">2.4 分子生物学中心法则
<OPTION VALUE="2.5.htm">2.5 基因组结构
<OPTION VALUE="2.6.htm">2.6 基因表达调控
<OPTION VALUE="2.7.htm">2.7 新生肽链的折叠
<OPTION VALUE="2.8.htm">2.8 生物大分子结构的测定
<OPTION VALUE="2.9.htm">2.9 分子生物学工具
<OPTION VALUE="2.question.htm">问题与练习
<OPTION VALUE="2.referance.htm">参考文献
</SELECT><o:p></o:p></span></p>

<h2 align=center style='text-align:center'><!--mstheme--><span lang=EN-US
style='font-family:隶书;color:#EFCE8F'>2.1 细胞</span><span lang=EN-US><o:p></o:p></span></h2>

<!--mstheme-->

<p class=MsoPlainText style='text-indent:21.25pt;line-height:150%'><span
style='font-size:10.0pt'>各种生物体之间存在着</span><span style='font-size:10.0pt;
mso-ascii-font-family:"Times New Roman"'>差异</span><span style='font-size:10.0pt'>，这种差异是由基因组所决定的。尽管各种生物体的基因组不一样，但是，所有的生物体都具有一种共同的成分<span
lang=EN-US>——细胞。细胞是组成生物体的基本单位，细胞活动是生物活动的基础，细胞是生物体的遗传控制中心。无论是多么复杂的生物，一切生命活动都是发生在细胞中的，生命的各种活动，如生长、发育、遗传等，都是在细胞基础上实现的。</span></span><span
lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<p class=MsoPlainText align=center style='text-align:center;text-indent:21.25pt;
line-height:150%'><span lang=EN-US><!--[if gte vml 1]><v:shape id="_x0000_i1041"
 type="#_x0000_t75" alt="" style='width:321.75pt;height:300.75pt'>
 <v:imagedata src="./第一章%20生物信息学引论.files/image025.png" o:href="http://www.lmbe.seu.edu.cn/chenyuan/xsun/bioinfomatics/web/images/38.bmp"/>
</v:shape><![endif]--><![if !vml]><img border=0 width=429 height=401
src="./第一章%20生物信息学引论.files/image026.jpg" v:shapes="_x0000_i1041"><![endif]><o:p></o:p></span></p>

<p class=MsoPlainText style='text-indent:21.25pt;line-height:150%'><span
style='font-size:10.0pt'>根据细胞内有无细胞核，可以将细胞分为两类，一类是原核细胞，如细菌、蓝藻的细胞。另一类是真核细胞，如酵母细胞。原核细胞比真核细胞小，没有细胞核，结构也简单的多。核酸与蛋白质是细胞内重要的物质。核酸是细胞内的</span><span
style='font-size:10.0pt;mso-ascii-font-family:"Times New Roman"'>遗传物质</span><span
style='font-size:10.0pt'>，它们为细胞中的其它成分编码，编码信息一般贮存在<span lang=EN-US>DNA长链上。对于真核生物，DNA主要聚集在染色质上。有些病毒将遗传物质贮存在RNA上。蛋白质是细胞生物功能的执行者。作为酶，蛋白质可以大大加快细胞内各种化学反应的速度。蛋白质还有很多其他的功能，如蛋白质可以进行细胞内外物质的运输，蛋白质在细胞内可以充当结构支撑物，蛋白质也是免疫系统的关键。细胞与细胞以及细胞与外界环境不断进行着物质交换和信息传递，这些都依赖于存在于细胞表面的或跨膜的蛋白质。这种物质交换和信息传递的分子基础在整个生命世界也是高度一致的。在后面一节中，我们将详细介绍蛋白质。</span></span><span
lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<p class=MsoPlainText style='text-indent:21.25pt;line-height:150%'><span
style='font-size:10.0pt'>下面简述一个细胞的主要构成部分。</span><span lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<p class=MsoPlainText style='text-indent:21.25pt;line-height:150%'><span
lang=EN-US style='font-size:10.0pt'><a
href="http://www.lmbe.seu.edu.cn/chenyuan/xsun/bioinfomatics/web/CharpterTwo/细胞膜和细胞壁.htm"
target="_blank">细胞膜和细胞壁</a>。细胞膜又称质膜，它是细胞的表面边界，其主要构成物质是磷脂分子，而磷脂是一种双亲分子，其中拥有磷酸基团的一端亲水，而拥有脂肪酸长链的另一端疏水。从结构上看，细胞膜由双层磷脂构成，两层磷脂分子都是疏水端向内，亲水端向外。这样可以保护水和其他物质，防止其流失。当然，细胞有特殊的通道与外界进行物质交换。细胞膜最重要的特性之一是半透性，即有选择地允许物质通过扩散和主动运输等方式出入细胞，从而保证细胞的正常代谢。细胞膜有许多功能，例如与外界进行物质交换，接受外界传导信号等。植物细胞在细胞膜之外还有细胞壁，它是无生命的结构，其组成成分是细胞分泌的产物，其功能是保护细胞。</span><span
lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<p class=MsoPlainText style='text-indent:21.25pt;line-height:150%'><span
style='font-size:10.0pt'>细胞核。细胞核是真核细胞的特征，所有真核细胞都具有细胞核。细胞核包含以染色质形式而存在的遗传物质。染色质上有处于不同构象的<span
lang=EN-US>DNA长链，这些DNA长链被核蛋白所包裹。一层核膜包围着细胞核，使之与细胞的其他部分分离。细胞核在细胞的代谢、生长和分化中起着重要的作用，它是细胞的控制中心。细胞核内的核仁是随细胞分裂周期性产生和消失的圆形小体，核仁的中心是核仁组织区的特定DNA片段，这是一些转录rRNA的基因。核仁实际上是rRNA合成、加工以及装配成核糖体亚单位的场所。此外，细胞核内还有核骨架和核液等。</span></span><span
lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<p class=MsoPlainText style='text-indent:21.25pt;line-height:150%'><span
style='font-size:10.0pt'>细胞质和细胞器。在细胞膜与细胞核之间是透明、粘稠的胞质胶状聚集体。对于原核生物，细胞质包含一个细胞的所有物质；对于真核生物，细胞质包含除细胞核之外的所有物质，包括各种细胞器。主要的细胞器有线粒体、叶绿体（植物细胞特有）、内质网、高尔基体以及溶酶体等，细胞质还含有核糖体、细胞质骨架、液泡等。线粒体是细胞中的能量加工厂，是细胞呼吸和能量代谢的中心，它含有细胞呼吸所需要的各种酶和电子传递载体，可以将各种养料的潜能转化成细胞实现各种活动所需的能量。叶绿体是植物细胞特有的一种能量转换器，它是进行光合作用的中心。内质网是细胞内的一个复杂的膜系统，具体说是由细胞内囊腔和细管彼此相连所形成的管道系统，它是蛋白质和脂肪合成的场所。高尔基体是细胞内物质交换的中心，是细胞各种分泌物的最后加工和包装的场所。溶酶体的功能是消化从细胞外吞入的颗粒和细胞本身产生的碎渣，溶酶体内含有许多水解酶，可催化蛋白质、多糖、脂类以及<span
lang=EN-US>DNA和RNA等大分子的降解。核糖体是由蛋白质和RNA组成的复合物，它是蛋白质分子的合成场所。真核生物细胞中普遍存在由蛋白质纤维组成的三维网架结构，即由微管、微丝和中间纤维构成的细胞质骨架。微管与构建细胞壁、细胞定形、细胞内物质运输、信息传递及细胞的运动密切相关，微丝与肌肉收缩、细胞变形、细胞质流动等有关，中间纤维可能与细胞核定位、信息传递以及mRNA
运输有关。鞭毛和纤毛是细胞表面的附属物质，它们的功能是促进细胞运动。<a
href="http://www.lmbe.seu.edu.cn/chenyuan/xsun/bioinfomatics/web/CharpterTwo/细胞模式图.htm"
target="_blank">（动、植物细胞模式图）</a></span></span><span lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>

<p class=MsoPlainText align=center style='text-align:center;text-indent:21.25pt;
line-height:150%'><span lang=EN-US><!--[if gte vml 1]><v:shape id="_x0000_i1042"
 type="#_x0000_t75" alt="" style='width:402pt;height:282.75pt'>
 <v:imagedata src="./第一章%20生物信息学引论.files/image027.png" o:href="http://www.lmbe.seu.edu.cn/chenyuan/xsun/bioinfomatics/web/images/41.bmp"/>
</v:shape><![endif]--><![if !vml]><img border=0 width=536 height=377
src="./第一章%20生物信息学引论.files/image028.jpg" v:shapes="_x0000_i1042"><![endif]><o:p></o:p></span></p>

<p class=MsoPlainText style='text-indent:21.25pt;line-height:150%'><span
style='font-size:10.0pt'>生物体是由一个或者多个细胞所组成的。微观体积的绿藻、衣藻是单细胞的生物，单个细胞含有生命活动所需要的全部物质。与单细胞生物相比，多细胞生物的一个主要优点是细胞
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