(完整)生物信息學(xué)期末復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)總結(jié),推薦文檔

1、生物信息學(xué)：利用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)的理論、 技術(shù)和方法，以計(jì)算機(jī)為工具，對(duì)生命現(xiàn)象 加以研究，得到深層次的生物學(xué)知識(shí)。研究任務(wù)：收集與管理生物分子數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理分析，為其它生物學(xué)研究提供服 務(wù)四大“模式生物”：酵母、線(xiàn)蟲(chóng)、果蠅、小鼠小分大分子多瘵3淀*L糖廉、纖維素核糖核酸脫氧核糖孩酸糖的生物功能，作為燃料（是生命活動(dòng)所需 的能源），重要的中間代謝物，參與生物大分 子組成，作為信號(hào)分子脂類(lèi)的生物功能，構(gòu)成生物膜的骨架，儲(chǔ)存 能量（效率是糖的2倍左右），構(gòu)成生物表面 的保護(hù)層、保溫層，重要的生物學(xué)活性物質(zhì) 蛋白質(zhì)的生物功能，是遺傳信息轉(zhuǎn)化成生物 結(jié)構(gòu)和功能的表達(dá)者；參與基因表達(dá)的調(diào)節(jié)， 以

2、及細(xì)胞中氧化還原反應(yīng)、電子傳遞、神經(jīng) 傳遞、學(xué)習(xí)記憶等重要生命過(guò)程；酶（一類(lèi)重要的蛋白質(zhì)）在細(xì)胞和生物體內(nèi)各種生 化反應(yīng)中起催化作用； 蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)（primary structure）多肽鏈中氨基酸數(shù)目、種類(lèi)和線(xiàn)性排列順序二級(jí)結(jié)構(gòu)（secondary structure）氫鍵形成-螺旋（-helix）鏈間形成-折疊（-sheet）三級(jí)結(jié)構(gòu)（tertiary structure）肽鏈進(jìn)一步 沿多方向盤(pán)繞成緊密的近似球狀結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)（quaternary structure）具有特定 構(gòu)象的肽鏈進(jìn)一步結(jié)合，并在空間相互作用 檢索方法：1）追溯法：通過(guò)已知文獻(xiàn)后附有的參考文獻(xiàn)中提供的線(xiàn)

3、索來(lái)查找文獻(xiàn)。（2）常用法：利用各種檢索工具來(lái)查找文獻(xiàn)。（3） 循環(huán)法：是將常用法和追溯法交替使用 的一種綜合文獻(xiàn)檢索方法。（4） 瀏覽法：是從本專(zhuān)業(yè)期刊或其它類(lèi)型 的原始文獻(xiàn)中直接查閱文獻(xiàn)資料。檢索途徑：著者途徑：分類(lèi)途徑：主題途徑： 其它途徑；檢索過(guò)程：（1）分析研究課題（2）制定檢索 策略（3）查找文獻(xiàn)線(xiàn)索（4）獲得原始文獻(xiàn) 大規(guī)模基因組DNA測(cè)序：鳥(niǎo)槍法 （Shot-gun sequencing）方法：借 助物理或化學(xué)的手段將整個(gè)基因組隨機(jī)打斷 成一定大小的片段進(jìn)行測(cè)序，再根據(jù)序列間 的重疊關(guān)系進(jìn)行計(jì)算機(jī)排序與組裝，確定它 們?cè)诨蚪M中的位置。適用范圍：主要用于重復(fù)序列少、相對(duì)簡(jiǎn)單 的

4、原核生物基因組的測(cè)序工作。不適用于分 析較大的、更復(fù)雜的基因組。優(yōu)點(diǎn)：速度快、 簡(jiǎn)單易行、成本低克隆重疊群法（cl one con tig seque ncing）方法：先將染色體打成比較大的片段（幾十-幾百Kb），利用分子標(biāo)記將這些大片段排成 重疊的克隆群，分別測(cè)序后拼裝。需要繪制 物理圖譜，以鳥(niǎo)槍法為基礎(chǔ)。適用范圍：較 大的、更復(fù)雜的基因組 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析：X射線(xiàn)晶體衍射； 核磁共 振波譜學(xué)其他方法：掃描隧道電子顯微鏡-圓二色譜 一級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)：直接來(lái)源于實(shí)驗(yàn)獲得的原始數(shù) 據(jù)，只經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的歸類(lèi)、整理和注釋。二級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)：在一級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理 論分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同的研究?jī)?nèi)容和需 要，對(duì)生

5、物學(xué)知識(shí)和信息的進(jìn)一步整理得到 的數(shù)據(jù)庫(kù)。序列比較的根本任務(wù)是：通過(guò)比較生物分子 序列，發(fā)現(xiàn)他們之間的相似性，找出序列之間共同的區(qū)域，同時(shí)辨 別序列之間的差異。同源性：是指序列們是由共同祖先進(jìn)化而來(lái)， 講兩條序列的同源關(guān)系，只有兩種情況：同 源、不同源。相似性：指序列間的差別，是 一個(gè)度量。同源與相似的關(guān)系：一般認(rèn)為序列相似性達(dá) 到一定程度，即可認(rèn)為是同源，但不絕對(duì)。 序列比對(duì)算法實(shí)現(xiàn)：點(diǎn)陣分析：尋找序列間 可能的性狀對(duì)位排列；尋找蛋白質(zhì)、DNA序列中正向或反向重復(fù)；預(yù)測(cè)RNA中自補(bǔ)區(qū)域；直觀(guān)，整體水平；動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法：精確而全 面，非常耗費(fèi)資源；啟發(fā)式算法 滑動(dòng)窗口技術(shù)：使用滑動(dòng)窗口代替一次一

6、個(gè) 位點(diǎn)的比較是解決這個(gè)問(wèn)題的有效方法。動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法計(jì)算過(guò)程：1計(jì)算過(guò)程從d 0 ,0開(kāi)始,2可以是按行計(jì)算，每行從左到右， 也可以是按列計(jì)算，每列從上到下。3當(dāng)然， 任何計(jì)算過(guò)程，只要滿(mǎn)足在計(jì)算d i , j時(shí)d i-1 , j、d i-1 ,j-1、和d i, j-1都已 經(jīng)被計(jì)算這個(gè)條件即可。3在計(jì)算d i , j后， 需要保存d i , j是從d i-1 , j、d i-1 ,j-1、或d i, j-1中的哪一個(gè)推進(jìn)的，或保存計(jì)算的路徑，以便于后續(xù)處理。上述計(jì)算過(guò)程到d m , n結(jié)束。最優(yōu)路徑求解：與計(jì)算過(guò)程相反，從d m, n開(kāi)始，反向前推?；虻亩x1、基因是一段與多肽鏈或功能R

7、NA產(chǎn)生有關(guān)的DNA片段， 包括編碼區(qū)前的 引導(dǎo)序列、編碼區(qū)后的尾部序列、編碼區(qū)內(nèi) 的插入序列和編碼區(qū)序列?；虻姆N類(lèi)：結(jié)構(gòu)基因、調(diào)控基因，rRNA基因和tRNA基因啟動(dòng)子，操縱基因 因組(genome是指一個(gè)細(xì)胞或病毒包含的 全部遺傳信息的總和。TP(true positive):實(shí)際編碼區(qū)的核酸中 被成功預(yù)測(cè)的核酸數(shù)目；TN(true negative):實(shí)際非編碼區(qū)的核酸 中被成功預(yù)測(cè)的核酸數(shù)目；FN( false negative):實(shí)際編碼區(qū)的核酸中 被誤測(cè)為非編碼的核酸數(shù)目；FP( false positive):實(shí)際非編碼區(qū)的核酸 中被誤測(cè)為編碼的核酸數(shù)目。REALITY算與每一

8、個(gè)其他序列的距離，生成新的距離 矩陣5.確定下一對(duì)關(guān)系最近的序列，重復(fù)前面的 步聚計(jì)算枝長(zhǎng)7.從每個(gè)序列對(duì)開(kāi)始，重復(fù)整個(gè)過(guò)程8.對(duì)每個(gè)樹(shù)計(jì)算每對(duì)序列間的預(yù)測(cè)距離，發(fā) 現(xiàn)與原始數(shù)據(jù)最符合的樹(shù)蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)的方法：1)基于信號(hào)肽的方法來(lái)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定 位(2) 基于氨基酸組份或氨基酸物理化學(xué)性質(zhì) 的方法來(lái)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位(3) 基于蛋白質(zhì)功能注解的方法來(lái)預(yù)測(cè)蛋白 質(zhì)亞細(xì)胞定位(4) 基于系統(tǒng)發(fā)生的分布圖、結(jié)構(gòu)域投影或 結(jié)合進(jìn)化和結(jié)構(gòu)信息的方法來(lái)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)亞 細(xì)胞定位Sn二TP/(TP+FN)Sp=TP/(TP+FP)項(xiàng)目Lengt hTPFPFN Sn SpaccuracyZCURVE V 121020.10.92863Glimmer1414 40.0. 0.7NCBI071 71 1Gen eMark99 0 50.10.8NCBI642 1核酸數(shù)據(jù)庫(kù)：Gen Ba nk EMBL DDBJ蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù)：SWISS-PROTPIR蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)：PDBSp特異性(specificity,Sp):TP FPFM法：1.找出關(guān)系最近的序列對(duì)，如