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生物信息学是干什么的

古冰冰

2020-02-29 23:56:09

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通俗的讲，DNA测序技术日新月异，每天都有大量的基因序列被登记在数据库里，那么这些序列有什么样的价值，DNA的结构如何，该基因能否形成功能蛋白，形成的蛋白会呈现什么样的结构，这些序列跟那些已知序列有同源性，有哪些进化上的关联，在体外表达的时候密码子有何偏嗜性，都是可以通过生物信息学方法进行研究。

生物信息学(Bioinformatics)是研究生物信息的采集、处理、存储、传播，分析和解释等各方面的学科，也是随着生命科学和计算机科学的迅猛发展，生命科学和计算机科学相结合形成的一门新学科。它通过综合利用生物学，计算机科学和信息技术而揭示大量而复杂的生物数据所赋有的生物学奥秘。

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：⑴新算法和统计学方法研究；⑵各类数据的分析和解释；⑶研制有效利用和管理数据新工具。

由于DNA自动测序技术的快速发展，DNA数据库中的核酸序列公共数据量以每天106bp速度增长，生物信息迅速地膨胀成数据的海洋。毫无疑问，我们正从一个积累数据向解释数据的时代转变，数据量的巨大积累往往蕴含着潜在突破性发现的可能，"生物信息学"正是从这一前提产生的交叉学科。粗略地说，该领域的核心内容是研究如何通过对DNA序列的统计计算分析，更加深入地理解DNA序列，结构，演化及其与生物功能之间的关系，其研究课题涉及到分子生物学，分子演化及结构生物学，统计学及计算机科学等领域。生物信息学是内涵非常丰富的学科，其核心是基因组信息学，包括基因组信息的获取，处理，存储，分配和解释。基因组信息学的关键是"读懂"基因组的核苷酸顺序，即全部基因在染色体上的确切位置以及各DNA片段的功能；同时在发现了新基因信息之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药物设计。了解基因表达的调控机理也是生物信息学的重要内容，根据生物分子在基因调控中的作用，描述人类疾病的诊断，治疗内在规律。它的研究目标是揭示"基因组信息结构的复杂性及遗传语言的根本规律"，解释生命的遗传语言。生物信息学已成为整个生命科学发展的重要组成部分，成为生命科学研究的前沿。

排名学校中文名英文名州 / 地区

1 斯坦福大学 Stanfor University Stanfor, CA

2 麻省理工学院 Massachusetts Institute of Technology Cambrige, MA

3 哈佛大学 Harvar University Boston, MA

4 加州大学伯克利分校 University of California–Berkeley Berkeley, CA

5 华盛顿大学 University of Washington Seattle, WA

5 圣路易斯华盛顿大学 Washington University in St. Louis St. Louis, MO

7 约翰霍普金斯大学 Johns Hopkins University Baltimore, MD

8 加州大学旧金山分校 University of California–San Francisco San Francisco, CA

8 耶鲁大学 Yale University New Haven, CT

10 普林斯顿大学 Princeton University Princeton, NJ

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