第一讲-计算生物学导论概述.pptVIP

RNA基本知识 RNA—核糖核酸 RNA是单链结构 转录是在原核和真核细胞中以DNA为模板合成RNA的过程 RNA基本知识 在原核和真核生物中，DNA转录RNA过程是相似的。 DNA变性，RNA聚合酶结合在单链DNA上以5′→3′方向合成RNA分子。 双链中只有一条链作为转录模板，合成单链RNA分子。 RNA功能的多样性 1、控制蛋白质合成 2、作用于RNA转录后加工与修饰 3、基因表达与细胞功能调节 4、生物催化与其他细胞抽象功能 5、遗传信息加工与进化 病毒RNA 病毒RNA是上述功能RNA的游离成分 病毒只含DNA或只含RNA，未见两者兼有病毒 RNA的分类 mRNA(信使RNA)： 是蛋白质合成（翻译）过程中的模版， 蛋白质 分子中 氨基酸的排列顺序，就是由mRNA 上每3个相邻的核苷酸形成的密码子的排列顺序决定的； tRNA(转运RNA): 是在蛋白质的合成过程中 转运氨基酸，为蛋白质的合成提供原料；并可准确识别 其所转运的氨基酸在mRNA 上的密码子； RNA的分类 rRNA(装配RNA)：约占RNA总量82% 主要是和一些蛋白质 组装成 一类重要的细胞器——核糖体，而核糖体 就是蛋白质合成的场所——“装配车间”； 复制机制是现代遗传学的基础 我们提出的特定的配对直接蕴涵遗传物质可能的复制机制 ------------James Watson Francis Crick 计算生物学概述 主讲人：刘振栋 Email: liuzd2000@sdjzu.edu.cn 计算机科学与技术学院 课时安排 共计32学时 1-16周 理论课无实验 总成绩：平时占 10%、作业20%、考试70% 关于教材 计算生物学导论-图谱、序列和基因组 M.S. Waterman （美）著 黄国泰、王天明 译 科学出版社，2009年8月 第一讲 计算生物学概述 重点 1、计算生物学的发展历史 2、计算生物学的概念 3、计算生物学研究范畴 4、分子生物学初步 难点：计算生物学的概念 计算生物学是一门发展中的新兴科学 伴随生命科学“后基因组(post-genome)”时代的到来,一门新兴、充满活力的交叉学科——计算生物学应运而生 1986 年诺贝尔奖获得者R.Dulbecco（杜尔贝科）提出人类基因组计划——测出人类全套基因组的30亿个DNA碱基对（3 X 109bp ）。 随着21世纪初人类基因组测序的完成，如何破译大量基因信息，获知生物分子的生物学功能就成为后基因时代的重要任务。 计算生物学是一门新兴交叉学科 1、学科的交叉更有利于学科的发展 2、计算生物学是计算机科学、数学、生物学相互融合渗透的交叉学科 1、计算生物学的产生Introduction to Computational Biology 传统认为：数学、计算机科学、生物学等认定是独立的学科，但在20世纪后半叶开始，这些学科间相互渗透，许多边缘学科的产生，各学科之间的分界已渐渐变得模糊 计算生物学的产生 数学与计算机科学逐渐形成生物现象建模、模式识别的工具 特别是在分析人类基因组拥有大量数据的研究中，计算机科学与数学成为必不可少的工具 计算生物学的产生 计算机科学与数学对生命科学的渗透使生物系统的刻画越来越精细 生物系统的数学建模正在演变成生物实验中必不可少的组成部分 2004年，美国《Science》杂志推出了一期特辑，题为“ 科学下一个浪潮—生物数学” （计算生物学） 英国皇家学会院士Lan Stewart教授预测：21世纪最令人兴奋、最有进展的科学领域之一必将是“ 生物数学” （计算生物学） 2、计算生物学的概念 计算生物学是指开发和应用数据分析及理论的方法、把数学建模和计算机仿真技术用于生物学研究的一门学科 2、计算生物学的概念 计算生物学（computational??biology）是一门典型的交叉学科，涉及的学科包括生物学、计算机科学、数学、统计学、化学、物理学等。 3、计算生物学研究范畴 计算生物学最终是以生命科学中的现象和规律作为研究对象，以解决生物学问题为最终目标，计算机和数学仅仅是解决问题的工具和手段。 计算生物学主要侧重于利用数学模型和计算机仿真技术对生物学问题进行研究 计算生物学研究范畴 是应用数学理论与计算机技术研究生命科学中数量性质、空间结构形式、分析复杂的生物系统的内在特性，揭示在大量生物实验数据中所隐含的生物信息。 DNA的双螺旋结构的发现 1953年4月25日，年仅25岁沃森(Watso