生物分子網路
A. 列舉3種生物網路,分別說出它們的點和邊;(系統生物學)
基因調控網路
所有生物在生長發育和分化過程中,以及在對外部環境的反應中,各種相關基因有條不紊的表達起著至關重要的作用。與原核生物相比,真核生物基因表達的調控更為復雜,真核生物基因表達的調控主要是指編碼蛋白質的mRNA產生和行使生物功能過程中的調節與控制。從理論上講,基因表達調控可以發生在遺傳信息傳遞過程的各個水平上,其中轉錄調控是基因表達調控中最重要、最復雜的一個環節,也是當前研究的重點。
基因調控網路包括:基因調控檢測、基因轉錄調控資料庫、基因轉錄調控網路
代謝網路
在生物化學領域,代謝通路是指細胞中代謝物質在酶的作用下轉化為新的代謝物質過程中所發生的一系列生物化學反應。而代謝網路則是指由代謝反應以及調節這些反應的調控機制所組成的描述細胞內代謝和生理過程的網路。
信號傳導網路
生物中的信號傳導(signal transction)則是指細胞將一種類型的信號或刺激轉換為其他生物信號最終激活細胞反應的過程。同代謝通路一樣,信號傳導的過程中多個生物分子在酶的作用下按照一定的順序發生一系列生理化反應,由此得到了信號傳導通路。信號傳導網路即是指參與信號傳導通路的分子和酶以及其間所發生的生化反應所構成的網路。
代謝網路和信號傳導網路是研究和分析代謝過程和信號傳導過程的重要工具,隨著許多物種基因測序的逐步完成以及新的生物檢測技術的開發,對生物細胞內生化反應的知識也正以極快的速度增加,這就使構成人類等物種完整的生物代謝網路和信號傳導網路成為可能。目前代謝和信號傳導通路信息被收集和整理到一些重要的通路資料庫中,這些信息是構建代寫網路和信號傳導網路的基礎。
蛋白質互作網路
蛋白質是構成生物體的重要物質,也是形勢生物功能的重要生物大分子。單獨蛋白通過彼此之間的相互作用構成蛋白質相互作用網路來參與生物信號傳遞、基因表達調節、能量和物質代謝及細胞周期調控等生命過程的各個環節。系統分析大量蛋白在生物系統中的相互作用關系,對於了解生物系統中蛋白質的工作原理,了解疾病等特殊生理狀態下生物信號和能量物質代謝的反應機制,以及了解蛋白之間的功能聯系都有重要意義。
蛋白質相互作用通常可以分為物理互作和遺傳互作。物理互作是指蛋白質間通過空間構象或化學鍵彼此發生的結合或化學反應,是蛋白質互作的主要研究對象。而遺傳互作則是指在特殊環境下,蛋白質或編碼基因收到其他蛋白質或基因的影響,常常表現為表型變化之間的相互關系。
蛋白質互作網路包括:蛋白質互作檢測技術(免疫共沉澱技術、酵母雙雜交技術、串聯親和純化—質譜分析技術、蛋白質互作預測技術、遺傳互作檢測技術)蛋白質互作資料庫、蛋白質互作網路。
B. 如何利用生物信息學研究一個蛋白分子
基因組包含了構成和維持一個生活有機體所必備的基本信息,由細胞內進行的多種分子生物學反應將這些信息轉化為真正的生命現象。基因組的一部分編碼蛋白質和RNA,其它部分調控這些大分子的表達。表達的蛋白質及RNA折疊成高度專一的三維結構,在體內的特定位置上實現其功能。這些過程的大量細節都是在分子生物學研究的實驗室里揭示出來的,所形成的大量數據,存儲於資料庫中。生物信息學試圖從這些數據中提取新的生物學信息和知識,是一門深深植根於全面深入的實驗事實和數據的理論生物學。從目前生物信息學的研究情況來看,國際上公認的生物信息學的研究內容,大致包括以下幾個方面:
生物信息的收集、存儲、管理與提供。包括建立國際基本生物信息庫和生物信息傳輸的國際聯網系統;建立生物信息數據質量的評估與檢測系統;生物信息的在線服務;生物信息可視化和專家系統。
基因組序列信息的提取和分析。包括基因的發現與鑒定,如利用國際EST 資料庫 (dbEST) 和各自實驗室測定的相應數據,經過大規模 並行計算發現新基因和新SNPs以及各種功能位點;基因組中非編碼區的信息結構分析,提出理論模型,闡明該區域的重要生物學功能;進行模式生物完整基因組的信息結構分析和比較研究;利用生物信息研究遺傳密碼起源、基因組結構的演化、基因組空間結構與DNA折疊的關系以及基因組信息與生物進化關系等生物學的重大問題。
功能基因組相關信息分析。包括與大規模基因表達譜分析相關的演算法、軟體研究,基因表達調控網路的研究;與基因組信息相關的核酸、蛋白質空間結構的預測和模擬,以及蛋白質功能預測的研究。
生物大分子結構模擬和葯物設計。包括RNA(核糖核酸)的結構模擬和反義RNA的分子設計;蛋白質空間結構模擬和分子設計;具有不同功能域的復合蛋白質以及連接肽的設計;生物活性分子的電子結構計算和設計;納米生物材料的模擬與設計;基於酶和功能蛋白質結構、細胞表面受體結構的葯物設計;基於DNA結構的葯物設計等。
生物信息分析的技術與方法研究。包括發展有效的能支持大尺度作圖與測序需要的軟體、資料庫以及若干資料庫工具,諸如電子網路等遠程通訊工具;改進現有的理論分析方法,如統計方法、模式識別方法、隱馬爾科夫過程方法、分維方法、神經網路方法、復雜性分析方法、密碼學方法、多序列比較方法等;創建一切適用於基因組信息分析的新方法、新技術。包括引入復雜系統分析技術、信息系統分析技術等;建立嚴格的多序列比較方法;發展與應用密碼學方法以及其他演算法和分析技術,用於解釋基因組的信息,探索DNA序列及其空間結構信息的新表徵;發展研究基因組完整信息結構和信息網路的研究方法等;發展生物大分子空間結構模擬、電子結構模擬和葯物設計的新方法與新技術。
應用與發展研究。匯集與疾病相關的人類基因信息,發展患者樣品序列信息檢測技術和基於序列信息選擇表達載體、引物的技術,建立與動植物良種繁育相關的資料庫以及與大分子設計和葯物設計相關的資料庫。
總的來說近期生物信息學將在以下幾方面迅速發展:大規模基因組測序中的信息分析;新基因和新SNPs(單核苷酸多態性)的發現與鑒定;完整的比較基因組研究;大規模基因功能表達譜的分析;生物大分子的結構模擬與葯物設計。而其長遠任務是非編碼區信息結構分析和遺傳密碼起源與生物進化的研究。讀懂人類基因組,發現人類遺傳語言的根本規律,從而闡明若干生物學中的重大自然哲學問題,像生命的起源與進化等。
以下就若干方面再做一定的介紹
1. 資料庫
據保守估計,目前世界上平均每一分鍾就有一個序列增加到核酸序列資料庫中,能夠從飛速增長的序列數據更高效的提取信息,建立生物信息中心,通過互聯網實現全球范圍內的信息共享成為必然。歐美各國及日本等西方國家相繼成立了生物信息資源和研究中心,如美國國家生物技術信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)、位於英國的歐洲生物信息研究所(European Bioinformatics Institute,EBI)、位於瑞士日內瓦的蛋白質專家分析系統(The Expert Protein Analysis System,ExPaSy)、日本國立遺傳學研究院(National Institute Genetics,簡稱NIG)等。以西歐各國為主的歐洲分子生物學網路組織European Molecular Biology network (EMBnet),成立於1988年,是目前國際上最大的分子生物信息研究、開發和服務機構。它把歐洲乃至世界各國的生物信息中心聯系在一起,實現信息共享,並合作進行開發、研究、培訓。
2. 基因組
在後基因組時代,生物信息學家不僅有大量的序列和基因而且有越來越多的完整基因組。有了這些資料人們就能對若乾重大生物學問題進行分
C. 生物必修一(分子與細胞)每個章節的知識網路圖(共6章)知識點不少於120個
http://zs.prce.com/gaozhong/shengwu/1573
http://wenku..com/view/dca3c4eb998fcc22bcd10d87.html
D. 麝香保心丸網路生物學的意義
麝香保心丸網路生物學研究,首次在國際上提出了基於分子網路來研究中葯復方新方法,新思路,並利用網路生物學來研究麝香保心丸的活性成分群及作用機制。
E. 生物分子網路都是單個的還是多個
總的過程是:由噴嘴射出的液柱被分割成一連串的小水滴,根據選定的某個參數由邏輯電路判明是否將被分選,而後由充電電路對選定細胞液滴充電,帶電液滴攜帶細胞通過靜電場而發生偏轉,落入收集器中;其它液體被當作廢液抽吸掉,某些類型的儀器也有採用捕獲管來進行分選的。 穩定的小液滴是由流動室上的壓電晶體在幾十KHz的電信號作用下發生振動而迫使液流均勻斷裂而形成的。一般液滴間距約距約數百μm。實驗經驗公式f=v/4.5d給出形成穩定水滴的振盪信號頻率。
F. 我在學生物分子學和細胞生物學,請問大家這個專業的博士哪所學校(研究所)實力強謝謝!
說到生物學專業,不能不提到中國科學院的一系列生物科學研究所。它們可謂生物學研究領域的先頭兵,引領了我國生物學高級人才培養基地的建設與發展。作為專門的研究機構,中科院的項目多,科研水平高,公費比例較大。
·中國科學院上海生命科學研究院
中國科學院上海生命科學研究院,是由原中國科學院上海生物化學研究所、上海細胞生物學研究所、上海生理研究所、上海腦研究所、上海葯物研究所、上海植物生理研究所、上海昆蟲研究所和上海生物工程研究中心等8個生物學研究機構組建成立。世界上首次全人工合成結晶牛胰島素、酵母丙氨酸轉移核糖核酸以及我國第一個被國際公認的創新葯物「蒿甲醚」都誕生於此。
提示:上海生科院的重點研究領域包括功能基因組、蛋白質組和生物信息學,生物大分子的結構、相互作用及功能,細胞活動的分子網路調控,腦發育與腦功能的分子與細胞機制,防治重要疾病的新葯研究開發、中葯現代化以及葯物研究的理論和方法,植物分子生理和植物與環境的相互作用,生物技術的創新和應用,生物醫學轉化型研究,現代營養科學,病毒學與免疫學,計算生物學,以及生命科學與其他學科的交叉。
[招生信息] 2008年計劃招生數為247人,其中,生物化學與細胞生物學研究所69人,植物生理生態研究所51人,神經所28人,院直屬研發(生物技術與醫葯)17人,健康科學研究所25人,營養科學研究所25人,上海巴斯德研究所12人,計算生物學夥伴研究所16人,系統生物學重點實驗室4人。
·中國科學院生物物理研究所
中國科學院生物物理研究所設有生物化學與分子生物學、生物物理學兩個學科的博士、碩士學位授予點。設有生物大分子國家重點實驗和腦與認知科學國家重點實驗室。在胰島素三維結構與功能研究等生命科學、蛋白質功能基團的修飾與其生物活性之間的定量關系、人工全合成牛胰島素、酵母丙氨酸轉移核糖核酸的人工全合成等前沿領域的研究成果達到世界領先水平。
[招生信息] 2008年計劃招生數為神經生物學、細胞生物學、生物化學與分子生物學、生物物理學、生物信息學、認知神經科學共90人。
·中國科學院武漢病毒研究所
中國科學院武漢病毒研究所於2002年進入中國科學院知識創新工程試點序列。擁有一個國家重點實驗室——病毒學國家重點實驗室,一個國際聯合開放實驗室——中、荷、法無脊椎動物病毒學聯合開放實驗室。研究領域已由原來的普通病毒學擴展到醫學病毒和新生病毒性疾病的研究。擁有亞洲最大的病毒保藏庫——中國病毒資源保藏與信息中心,其中昆蟲病毒占我國已發現病毒的90%以上。創建了具有現代化展示手段的我國唯一的「中國病毒標本館」。
[招生信息] 2008年計劃招生數為微生物學10人,生物化學與分子生物學28人。
綜合性大學
綜合性大學往往佔有學科發展均衡的優勢。作為理學的一個重要門類,生物學在這些院校往往能得到較好的發展。一些名牌綜合性大學更是因其雄厚的的實力、優越的科研條件和較好的就業前景吸引了大批報考者。
·北京大學
北京大學生命科學院的前身是創辦於1925年的北京大學生物學系,是我國高等學校中最早建立的生物學系之一。綜合實力與中科院研究所不相上下,是同類院校中的佼佼者。現有2個國家重點實驗室——蛋白質工程及植物基因工程國家重點實驗室和生物膜及膜生物工程國家重點實驗室。生物化學及分子生物學、細胞生物學、植物生物學、動物生物學和生理學為國家重點學科。
[招生信息] 2008年計劃招生數為植物學8人,動物學1人,生理學4人,微生物學1人,遺傳學3人,細胞生物學12人,生物化學與分子生物學13人,生物物理學1人,生態學3人,生物學(生物信息學)3人,生物學(生物技術)16人。
·復旦大學
復旦大學生命科學學院是我國最早在大學中成立的生命科學學院。擁有遺傳工程國家重點實驗室、生物多樣性與生態工程教育部重點實驗室和現代人類學教育部重點實驗室。遺傳學、生態學為國家重點學科。生態與進化生物學系的研究領域偏重於宏觀生物學和生物資源的保護及利用,主要研究方向包括生物多樣性科學的理論與方法、種群和進化生態學、基因多樣性和生物安全、城市生態與生態經濟學、生物信息學、資源生物學等。遺傳學和遺傳工程系的研究領域為發育遺傳學,主要從事與發育有關基因的功能研究。正在進行「P27基因在個體發育過程中抑制細胞分裂的作用」及「果蠅神經發育基因在人類基因組中同源序列」的研究有較大的影響。
[招生信息] 2008年計劃招生數為植物學3人,動物學3人,微生物學10人,神經生物學22人,遺傳學34人,發育生物學9人,細胞生物學2人,生物化學與分子生物學2人,生物物理學6人,生態學10人,生物信息學2人,人類生物學2人。
·中山大學
中山大學生命科學學院擁有植物學、動物學和生物化學與分子生物學3個國家重點學科。
G. 試論述21世紀分子生物學研究方向及發展趨勢.
21世紀分子生物學研究方向及發展趨勢
原定2005年完成人類基因組DNA測序的計劃,已提前5年完成。當前,人類基因組研究的重點正在由「結構」向功能轉移,一個以基因組功能研究為主要研究內容的「後基因組」(post-genomics)
時代已經到來。它的主要任務是研究細胞全部基因的表達圖式和全部蛋白圖式,或者說「從基
因組到蛋白質組」。於是,分子生物學研究的重點似乎又將回到蛋白質上來,生物信息學也應運而生。隨著新世紀的到來,生命科學又將進入這樣一個新時代。
一、功能基因組學
遺傳學最近的定義是,對生物遺傳的研究和對基因的研究。功能基因組學(functionalgenomics)
是依附於對DNA序列的了解,應用基因組學的知識和工具去了解影響發育和整個生物體的特定序列表達譜。以釀酒酵母(S. cervisiae)為例,它的16條染色體的全部序列已於
1996年完成,基因組全長12086 kb,含有5885個可能編碼蛋白質的基因,140個編碼rRNA
基因,40個編碼snRNA基因和275個tRNA基因,共計6340個基因。功能基因組學是進一步研究這6000多個基因,在一定條件下,譬如酵母孢子形成期,同時有多少基因協同表達才能完成這一發育過程,這就需要適應這一時期的全套基因表達譜(gene expression pattern)。要解決如此復雜的問題就必須在方法學上有重大的突破,創造出高效快速地同時測定基因組成千上萬個基因活動的方法。目前用於檢測分化細胞基因表達譜的方法,有基因表達連續分析法(serial analysis Of
gene expression,SAGE)、微陣列法(microarray)、有序差異顯示(ordered differential display
,ODD)和DNA晶元(DNA chips)技術等。今後,隨著功能基因組學的深入發展,將會有更新更
好的方法和技術出現。功能基因組亦包括了在測序後對基因功能的研究。酵母有許多功能重復的基因,常分布在染色體的兩端,當酵母處於豐富培養基條件時,這些
基因似乎是多餘的,但環境改變時就顯示出其功能。基因豐余現象實際上是對環境的適應,豐余基因的存在為進化適應提供了可選擇的餘地。基因
組全序列還保留了基因組進化的遺跡,提示基因重復常發生在近中心粒區和染色體臂中段。
當前,研究者已把酵母基因組作為研究真核生物基因組功能的模式,計劃建立酵母基因組6000多個基因的單突變體文庫(single mutant library),並可用於其它高等真核生物基因組之「基因功能作圖」。
總之,功能基因組學的任務,是對成千上萬的基因表達進行分析和比較,從基因組整體水平上闡述基因活動的規律。核心問題是基因組的多樣
性和進化規律,基因組的表達及其調控,模式生物體基因組研究等。這門新學科的形成,是在後基因組時代生物學家的研究重點從揭示生命的所有
遺傳信息轉移到在整體水平上對生物功能研究的重要標志。
二、蛋白質組學
蛋白質組(proteome)對不少人來說,目前還是一個比較陌生的術語;它是在1994年由澳大利亞Macguarie大學的Wilkins等首先提出的,隨後,得到國際生物學界的廣泛承認。他們對蛋白質組的定義為:「蛋白質組指的是一個基因組所表達的全部蛋白質」(proteome indicates the proteins expressed by a genome);「proteome」是由蛋白質一詞的前幾個字母"prote」和基因組一詞的後幾個字母"ome」拼接而成。
蛋白質組學是以蛋白質組為研究對象,研究細胞內所有蛋白質及其動態變化規律的科學。蛋白質組與基因組不同,基因組基本上是固定不變的,即同一生物不同細胞中基因組基本上是一樣的,人類的基因總數約是32 000個。單從DNA序列尚不能回答某基因的表達時間、表達量、蛋白質翻
譯後加工和修飾的情況,以及它們的亞細胞分布等。這些問題可望在蛋白質組研究中找到答案,因為蛋白質組是動態的,有它的時空性、可調節性,進而能夠在細胞和生命有機體的整體水平上闡明生命現象的本質和活動規律。蛋白質組研究的數據與基因組數據的整合,亦會對功能基因組的研究發揮重要的作用。
蛋白質組由原定義一個基因組所表達的蛋白質,改為細胞內的全部蛋白質,比較更為全面而准確。但是,要獲得如此完整的蛋白質組,在實踐
中是難以辦到的。因為蛋白質的種類和形態總是處在一個新陳代謝的動態過程中,隨時發生著變化,難以測准。所以,1997年,Cordwell和Humphery-Smith提出了功能蛋白質組(functionalproteome)的概念,它指的是在特定時間、特定環境和實驗條件下基因組活躍表達蛋白質。與此同時,中國生物科學家提出了功能蛋白質組學(functional protemics)新概念,把研究定位在細胞內與某種功能有關或在某種條件下的一群蛋白質。功能蛋白質組只是總蛋白質組的一部分,通過對功能蛋白質組的研究,既能闡明某一群體蛋白質的功能,亦能豐富總蛋白質資料庫,是從生物大分子(蛋白質、基因)水平到細胞水平研究的重要橋梁環節。
無論是蛋白質組學還是功能蛋白質組學,首先都要求分離亞細胞結構、細胞或組織等不同生命結構層次的蛋白質,獲得蛋白質譜。為了盡可能分辨細胞或組織內所有蛋白質,目前一般採用高解析度的雙向凝膠電泳。一種正常細胞的雙向電泳圖譜通過掃描儀掃描並數字化,運用二維分析軟
件可對數字化的圖譜進行各種圖像分析,包括分離蛋白在圖譜上的定位,分離蛋白的計數、圖譜間蛋白質差異表達的檢測等。一種細胞或組織的蛋白質組雙向電泳圖,可得到幾千甚至上萬種蛋白質,為了適應這種大規模的蛋白質分析,質譜已成為蛋白質鑒定的核心技術。從質譜技術測得完整蛋白質的相對分子質量、肽質譜(或稱肽質量指紋,pepetide massfingerprint)以及部分肽序列等數據,通過相應資料庫的搜尋來鑒定蛋白質。此外,尚需對蛋白質翻譯後修飾的類型和程度進行分析。在蛋白質組定性和定量分析的基礎上建立蛋白質組資料庫。
從提出蛋白質組的概念到現在短短幾年中,已於1997年構建成第一個完整的蛋白質組資料庫-酵母蛋白質資料庫(yeast protein database,YPD),進展速度極快,新的思路和技術不斷涌現,蛋白質組學這門新興學科,在今後的實踐中將會不斷完善,充實壯大,發展成為後基因組時代的帶頭學科。
三、生物信息學
HGP
大量序列信息的積累,導致了生物信息學(Bioinformatics)這門全新的學科的產生,對DNA和蛋白質序列資料中各種類型信息進行識別、存儲、分析、模擬和轉輸。它常由資料庫、計算機網路和應用軟體三大部分組成。國際上現有4個大的生物信息中心,即美國生物工程信息中心(GenBank)和基因組序列資料庫(GSDB),歐洲分子生物學研究所(EMBL)和日本DNA資料庫(DDBJ)。這些中心和全球的基因組研究實驗室通過網站、電子郵件或者直接與伺服器和資料庫聯系而獲得的搜尋系統,使得研究者可以在多種不同的分析系統中對序列數據進行查詢,利用和共享巨大的生物信息資源。
隨著DNA大規模自動測序的迅猛發展,序列數據爆炸性地積累,HGP正式啟動之時,就與信息科學和資料庫技術同步發展,收集、存儲、處理了龐大的數據,生物信息學逐步走向成熟,在基因組計劃中發揮了不可取代的作用。建立的核苷酸資料庫,已存有數百種生物的cDNA和基因組DNA序列的信息。在已應用的軟體中,有DNA分析、基因圖譜構建、RNA分析、多序列比較、同源序列檢索、三維結構觀察與演示、進化樹生成與分析等。在蛋白質組計劃中,由於蛋白質組隨發育階段和所處環境而變化,mRNA豐度與蛋白質的豐度不是顯著相關,以及需要經受翻譯後的修飾,因而對蛋白質的生物信息學研究,在內容上有許多特殊之處。現在建立的資料庫,有蛋白質序列、蛋白質域、二維電泳、三維結構、翻譯後修飾、代謝及相互作用等。而通用的軟體,主要包括蛋白質質量+蛋白質序列標記、模擬酶解、翻譯後修飾等。
當今的潮流是利用生物信息學研究基因產物——蛋白質的性質並估計基因的功能。
傳統的基因組分析是利用一系列方法來得到連續的DNA
序列的信息,而蛋白質組連續系(proteomic cortigs)則源於多重相對分子質量和等電范圍,由此來構建活細胞內全部蛋白質表達的圖像。氨基酸序列與其基因的DNA
序列將被聯系在一起,最終與蛋白質組聯系在一起,從而允許人們研究不同條件下的細胞和組織。
http://wenku..com/view/8a22e94669eae009581bec35.html
看我整理了這么長時間,你就採納了吧,親。