‘壹’ 生物信息学是什么专业啊
http://ke..com/view/7303.htm#sub7303
科技名词定义
中文名称:
生物信息学
英文名称:
bioinformatics
定义1:
综合计算机科学、信息技术和数学的理论和方法来研究生物信息的交叉学科。包括生物学数据的研究、存档、显示、处理和模拟,基因遗传和物理图谱的处理,核苷酸和氨基酸序列分析,新基因的发现和蛋白质结构的预测等。
所属学科:
生物化学与分子生物学(一级学科);总论(二级学科)
定义2:
运用计算机技术和信息技术开发新的算法和统计方法,对生物实验数据进行分析,确定数据所含的生物学意义,并开发新的数据分析工具以实现对各种信息的获取和管理的学科。
所属学科:
细胞生物学(一级学科);总论(二级学科)
定义3:
运用计算机技术和信息技术开发新的算法和统计方法,对生物实验数据进行分析,确定数据所含的生物学意义,并开发新的数据分析工具以实现对各种信息的获取和管理的学科。
所属学科:
遗传学(一级学科);总论(二级学科)
生物信息学(Bioinformatics)是在生命科学的研究中,以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学。它是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一,同时也将是21世纪自然科学的核心领域之一。其研究重点主要体现在基因组学(Genomics)和蛋白质组学(Proteomics)两方面,具体说就是从核酸和蛋白质序列出发,分析序列中表达的结构功能的生物信息。
具体而言,生物信息学作为一门新的学科领域,它是把基因组DNA序列信息分析作为源头,在获得蛋白质编码区的信息后进行蛋白质空间结构模拟和预测,然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。基因组信息学,蛋白质空间结构模拟以及药物设计构成了生物信息学的3个重要组成部分。从生物信息学研究的具体内容上看,生物信息学应包括这3个主要部分:(1)新算法和统计学方法研究;(2)各类数据的分析和解释;(3)研制有效利用和管理数据新工具。
生物信息学是一门利用计算机技术研究生物系统之规律的学科。
目前的生物信息学基本上只是分子生物学与信息技术(尤其是因特网技术)的结合体。生物信息学的研究材料和结果就是各种各样的生物学数据,其研究工具是计算机,研究方法包括对生物学数据的搜索(收集和筛选)、处理(编辑、整理、管理和显示)及利用(计算、模拟)。
1990年代以来,伴随着各种基因组测序计划的展开和分子结构测定技术的突破和Internet的普及,数以百计的生物学数据库如雨后春笋般迅速出现和成长。对生物信息学工作者提出了严峻的挑战:数以亿计的ACGT序列中包涵着什么信息?基因组中的这些信息怎样控制有机体的发育?基因组本身又是怎样进化的?
生物信息学的另一个挑战是从蛋白质的氨基酸序列预测蛋白质结构。这个难题已困扰理论生物学家达半个多世纪,如今找到问题答案要求正变得日益迫切。诺贝尔奖获得者W. Gilbert在1991年曾经指出:“传统生物学解决问题的方式是实验的。现在,基于全部基因都将知晓,并以电子可操作的方式驻留在数据库中,新的生物学研究模式的出发点应是理论的。一个科学家将从理论推测出发,然后再回到实验中去,追踪或验证这些理论假设”。
生物信息学的主要研究方向: 基因组学 - 蛋白质组学 - 系统生物学 - 比较基因组学,1989年在美国举办生物化学系统论与生物数学的计算机模型国际会议,生物信息学发展到了计算生物学、计算系统生物学的时代。
姑且不去引用生物信息学冗长的定义,以通俗的语言阐述其核心应用即是:随着包括人类基因组计划在内的生物基因组测序工程的里程碑式的进展,由此产生的包括生物体生老病死的生物数据以前所未有的速度递增,目前已达到每14个月翻一番的速度。同时随着互联网的普及,数以百计的生物学数据库如雨后春笋般迅速出现和成长。然而这些仅仅是原始生物信息的获取,是生物信息学产业发展的初组阶段,这一阶段的生物信息学企业大都以出售生物数据库为生。以人类基因组测序而闻名的塞莱拉公司即是这一阶段的成功代表。
原始的生物信息资源挖掘出来后,生命科学工作者面临着严峻的挑战:数以亿计的ACGT序列中包涵着什么信息?基因组中的这些信息怎样控制有机体的发育?基因组本身又是怎样进化的?生物信息学产业的高级阶段体现于此,人类从此进入了以生物信息学为中心的后基因组时代。结合生物信息学的新药创新工程即是这一阶段的典型应用。
‘贰’ 生物信息技术指什么
生物技术(Biotechnology)是以生命科学为基础,利用生物(或生物组织、细胞及其他组成部分)的特性和功能,设计、构建具有预期性能的新物质或新品系,以及与工程原理相结合,加工生产产品或提供服务的综合性技术。信息技术(information science)是研究信息的获取、传输和处理的技术,由计算机技术、通信技术、微电子技术结合而成,即是利用计算机进行信息处理,利用现代电子通信技术从事信息采集、存储、加工、利用以及相关产品制造、技术开发、信息服务的新学科。信息技术和生物技术都是高新技术,二者在新经济中并非此消彼长的关系,而是相辅相成,共同推进21世纪经济的快速发展。 信息产业和生物产业无疑都是高科技的产物,在生命科学的研究中,始终不能缺少计算机的工作,如果到基因组测序的研究所去看一看,大量的以超级计算机为基础的测序仪,会使你误以为到了一家信息技术公司。生物产业因计算机的加盟而提速,信息技术产业也因生命科学的需要而得以发展、获利。运用数学、计算机科学和生物学的各种工具,来阐明和理解大量基因组研究获得数据中所包含的生物学意义,生物学和信息学交叉、结合,从而形成了一个新的学科。生物信息学或信息生物学,它的进步所带来的效益是不可估量的。美国已经出现了大批基于生物信息学的公司,希冀在基因工程药物、生物芯片、代谢工程等领域掘出财富,生物信息学工业潜力巨大。可以说,生物科技(生物技术)与信息科技(信息技术)的融合,才是世界经济市场的未来。在深圳举行的第三届中国国际高新技术成果交易会高新技术论坛上,中国工程院副院长侯云德院士指出,应该把生物技术产业定位为仅次于信息产业的重点产业。他说,信息和生物技术是关系到我国新世纪经济发展和国家命运的关键技术,并将成为我国创新产业的经济增长点。
‘叁’ 什么是生物信息学
生物信息学已成为当今世界科学的流行语。十年前,人们将生物学和计算机科学视为两个完全不同的领域。前者可以了解生物及其功能,而后者可以了解计算机和基础理论,这两个领域之间似乎没有交集。然而,这个新领域-生物信息学,是计算机科学和生物学的完美结合。这种学科的结合也是一种必然趋势。随着1990年人类基因组计划(Human Genome Project)的实施和信息技术的发展,各种生物分析导致“遗传数据爆炸”,从而产生数量的生物数据,而使用手动方法分析它们变得非常困难,这就是计算机科学可以拯救的方面。各种计算技术用于通过自动化过程更准确和有效地分析生物数据,因此,生物信息学可以被认为是用数据科学技术来解决医学问题的学科。现已迅速发展成为当今生命科学最具吸引力的、重大的前沿领域。生物信息学为生物学、计算机科学、数学、信息科学等专业的高素质人才提供了更广阔的发展天地。
为什么要研究生物信息学?
生物信息学的主要应用可以在精准医学和预防医学领域中找到。精准医学包括为个别患者定制的医疗保健技术,包括治疗和实践,发现个体的模式从而提高医疗水平。
生物信息学已被证明拥有巨大的潜力,以事先确定疾病,确定治疗和帮助人类生活更加美好。凭借计算机科学的灵感和知识,基因技术,医学和医疗保健等领域可以从治疗个体患者到治愈整个人群。
生物信息学发展现状
如今,很多生物医药学的研究机构都在产生海量的数据,而且希望通过计算生物学家来弄懂这些数据。因为完成一项大数据产出的实验课题,必然需要耗费大量的心血和资金投入,但是如果不能分析、了解这些数据背后的意义,那工作不能算真正完成。
因此,生物医学研究的未来不仅依赖于可以设计出优秀实验并产生高质量数据的实验生物学家,还要依赖于会对产生的数据进行有效分析挖掘的计算生物学家。
‘肆’ 什么是生物信息分子
在高中生物中可以认为二者是相同的。
信号(信息)分子是指生物体内的某些化学分子, 既非营养物, 又非能源物质和结构物质,而且也不是酶,它们主要是用来在细胞间和细胞内传递信息, 如激素、神经递质、生长因子等统称为信号分子,它们的惟一功能是同细胞受体结合, 传递细胞信息。
从产生和作用方式来看可分为内分泌激素、神经递质、局部化学介导因子和气体分子等四类。
①激素是由内分泌细胞(如肾上腺、睾丸、卵巢、胰腺、甲状腺、甲状旁腺和垂体)合成的化学信号分子,一种内分泌细胞基本上只分泌一种激素,参与细胞通讯的激素有三种类型:蛋白与肽类激素、类固醇激素、氨基酸衍生物激素。
②神经递质是由神经末梢释放出来的小分子物质,是神经元与靶细胞之间的化学信使。由于神经递质是神经细胞分泌的,所以这种信号又称为神经信号。
③局部化学介质又称为旁分泌信号,指由细胞分泌的信息分子通过扩散而作用于邻近的靶细胞,调节细胞的生理功能。体内的局部化学介质包括组胺、花生四烯酸(AA)、生长因子等。
④气体分子:如NO,CO等
从化学结构来看细胞信息分子包括:短肽、蛋白质、气体分子(NO、CO)以及氨基酸、核苷酸、脂类和胆固醇衍生物等等,其共同特点是:
①特异性,只能与特定的受体结合;
②高效性,几个分子即可发生明显的生物学效应,这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统;
③可被灭活,完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性,保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。