生物信息学

第1章 绪论

1．1生物信息学的产生与发展

1．2生物信息学的研究目的与研究内容

1．2．1生物信息学研究目的

1．2．2生物信息学研究内容

1．3生物信息学在医学中的应用

1．3．1鉴定单基因疾病的关键致病基因

1．3．2研究人类复杂疾病的发生机理

第2章分子生物学数据库

2．1概述

2．2核酸序列数据库

2．2．1GenBank数据库

2．2．2欧洲核酸档案

2．3蛋白质序列数据库

2．3．1PIR数据库

2．3．2SwissProt数据库

2．3．3UniProt数据库

2．4蛋白质结构数据库

2．4．1蛋白质结构数据库PDB

2．4．2蛋白质结构分类数据库SCOP

2．4．3蛋白质二级结构数据库DSSP

2．5其他分子生物学数据库

第3章序列比对

3．1序列比对基础

3．1．1序列比对的分类

3．1．2序列的相似性

3．1．3序列比对的打分矩阵

3．1．4序列比对的空位罚分

3．2双序列比对

3．2．1概述

3．2．2点阵法

3．2．3动态规划法

3．2．4BLAST算法

3．3多序列比对

3．3．1概述

3．3．2SP模型

3．3．3动态规划法

3．3．4星形比对算法

3．3．5CLUSTAL W算法

第4章核酸序列分析

4．1DNA序列信息分析

4．1．1DNA序列的基本信息

4．1．2DNA序列的特征信息

4．2基因组结构注释分析

4．2．1重复序列分析

4．2．2基因识别

4．3RNA序列分析

4．3．1mRNA可变剪接分析

4．3．2miRNA与靶基因预测分析

第5章基因组功能注释分析

5．1基因组注释的基础知识

5．1．1基因组的组装版本

5．1．2基因组的坐标系统

5．1．3基因组注释常用格式

5．1．4基因组坐标的逻辑运算模式

5．2基因组功能注释的准备工作

5．2．1基因组组装版本间的坐标转换

5．2．2常用格式间的转换

5．2．3基因组坐标的逻辑运算

5．3基因组功能的高级注释

5．3．1基因组变异位点的注释

5．3．2基因集富集分析

5．3．3制作序列标识

5．3．4基因组功能注释分析平台

第6章蛋白质序列信息分析

6．1蛋白质序列的基本信息分析

6．1．1蛋白质的氨基酸组成分析

6．1．2蛋白质的理化性质分析

6．1．3蛋白质的亲疏水性分析

6．2蛋白质序列的特征信息分析

6．2．1蛋白质的跨膜区分析

6．2．2蛋白质的信号肽分析

6．2．3蛋白质的卷曲螺旋分析

6．3蛋白质序列的功能信息分析

6．3．1基于蛋白质基序的功能分析

6．3．2蛋白质的结构域和功能位点分析

6．3．3基于蛋白质同源性的功能分析

第7章蛋白质结构分析

7．1蛋白质二级结构预测

7．1．1ChouFasman方法

7．1．2GOR(GarnierOsguthorpeRobson)方法

7．1．3PHD预测方法

7．1．4NNSSP预测方法

7．1．5多元预测方法

7．2蛋白质空间结构预测

7．2．1同源建模方法(homology modeling)

7．2．2串线法(threading)

7．2．3从头预测(ab initio)方法

第8章生物信息学与人类复杂疾病

8．1人类复杂疾病及其分子机理

8．1．1人类疾病及复杂疾病

8．1．2复杂疾病发生的分子机理

8．2复杂疾病的分子机理分析

8．2．1基因芯片技术及数据分析

8．2．2蛋白质组学和蛋白质表达分析

8．2．3转录调控的高通量分析

8．2．4高通量基因分型分析

8．3复杂疾病与生物分子网络

8．3．1典型的生物分子网络简介

8．3．2复杂生物分子网络的分析与构建

参考文献

《生物信息学：基础及应用》简要介绍生物信息学的发展历史、主要研究领域及应用前景，并重点讲述生物信息学的基本知识点和基本技术、方法，生物分子信息数据库的类型及应用，复杂疾病的生物信息学研究思路、方法和典型应用实例。每个知识单元均包括生物信息学基础知识点、应用生物信息学的基本方法、数据库和计算机软件，并通过生物信息学的典型应用案例培养学生分析问题、解决问题的能力。《生物信息学：基础及应用》共分8章。第1章为绪论，主要介绍生物信息学发展的历史、当前主要的研究方向及应用，尤其是在医学研究中的应用前景。第2章介绍常用的生物信息学数据库以及相应的数据检索方法，重点讲述核酸序列数据库、蛋白质序列数据库和蛋白质结构数据库以及典型数据库的格式和使用方法。第3章介绍核酸和蛋白质序列的比对方法及应用，着重讲述双序列比对的原理和常用工具。第4章和第5章分别介绍核酸序列分析和基因组注释的主要内容、方法及工具。第6章和第7章则分别介绍从蛋白质序列分析其基本理化性质、结构和功能的方法及其在研究中的应用。第8章介绍生物信息学在人类复杂疾病的分子机理研究中的作用、主要方法和工具。《生物信息学：基础及应用》是面向医学和生物学背景的本科生的生物信息学教材，也可供相关专业科研人员参考。