计算机科学在生物信息中的应用,计算机科学在生物信息学中的应用

生物信息学

计算机科学在生物信息学中的应用

万卫兵 ①施鹏飞

摘 要 生物信息学作为一门新兴的交叉学科，在当前研究中如何更快速地展现其在该领域的作用成为当前关注的重点。本文旨在介绍其中的相关技术，并期望为相关领域的研究者提供参考。通过深入探讨这些技术的应用前景与发展趋势，我们希望能够为推动该领域的发展提供新的思路与方法。

关键词 ②

1.计算机时代的生物学

生物信息学的范围主要依赖于相关领域专家在统计学和模式识别方面的研究与贡献。对于那些难以全面理解生物学数据来源及其意义的研究者而言,我们提供以下支持:包括对生物学数据来源进行分析,构建相应的数据库,以及设计用户友好的界面等多方面的服务.在生物信息学领域中,不仅需要完成序列比较,还需要进行序列数据库搜索以及更为复杂的序列分析工作——这些工作比仅仅设计和构建数据库更为复杂且耗时.因此,一名生物信息学家或计算生物学家不仅仅局限于收集和处理数据,还能够从统计学、物理学、计算机科学以及工程学等多个定量领域的理论与方法中汲取灵感.

2.生物学问题涉及的研究内容[3]1)公共数据库和数据格式

注

掌握在线搜索工具的运用方法以进行信息检索。涵盖文献检索以及公共分子生物学数据库中的资料查询功能。

2)序列比对和序列查找

将DNA或蛋白质序列配对比较，并从中筛选出部分匹配项。基于序列信息的网络搜索。

3)基因预测

针对具有不确定特性的DNA序列中潜在信号的解析方法,随着基因组计划的全面推进,科学家们将面临大量需要详细描述的DNA序列特性.该方法特别适用于识别开放阅读框、基因结构、外显子连接位点以及重复序列特征.

tRNA基因的软件可以帮助分子生物学家理解未标明的DNA。

4)多序列比对

将许多相关序列的成对序列比对结果整合到一个基因家族所有成员的序列同源性图谱中，并非仅此用途；还可以通过定量分析手段提取该基因家族的信息。

5)系统发育的分析

旨在描绘一系列物种间的演进联系。传统的系统演化树借助图表形式展现了各物种间的相对演变多样性；距离树干较远的部分各自独立为一类；而靠近树干的部分则划分为界、门、纲和科属等不同的层级。

6)从序列数据中提取模式及简图

关键序列构建了蛋白质亚结构的基本框架，在这些分子构造单元之间形成了一种功能性或结构性的整体性关系。在生物进化的相关基因组数据中，关键序列通常会在稳定的位置上体现其重要特征。简化图表提供了对关键信号进行统计分析的方法。通过简化图表分析法提取关键信息来识别同源家族成员之间的关联。

二、生物信息学研究的内容及方法

①万卫兵 上海交通大学图像处理与模式识别研究所 在职博士生 上海 200030

②施鹏飞 上海交通大学图像处理与模式识别研究所 教授博士生导师 上海 200030