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生物信息学资源

生物信息学是综合运用生物学、数学、物理学、信息科学以及计算机科学等诸多学科的理论方法的崭新交叉学科。生物信息学是内涵非常丰富的学科，其核心是基因组信息学，包括基因组信息的获取、处理、存储、分配和解释。基因组信息学的关键是“读懂”基因组的核苷酸顺序，即全部基因在染色体上的确切位置以及各DNA片段的功能；同时在发现了新基因信息之后进行蛋白质空间结构模拟和预测，然后依据特定蛋白质的功能进行药物设计。了解基因表达的调控机理也是生物信息学的重要内容，根据生物分子在基因调控中的作用，描述人类疾病的诊断、治疗内在规律。它的研究目标是揭示"基因组信息结构的复杂性及遗传语言的根本规律"，解释生命的遗传语言。生物信息学已成为整个生命科学发展的重要组成部分，成为生命科学研究的前沿。

近来的研究表明，基因组不仅是基因的简单排列，它有其特有的组织结构和信息结构，这种结构是在长期的演化过程中产生的，也是基因发挥其功能所必须的。弄清楚生物体基因组特有的组织结构和信息结构，解译生命的遗传语言的关键。

目前在数据库中已经有越来越多的模式生物全基因组序列，整个人类基因组计划工作草图已经完成。这无疑给基因组组织结构和信息结构的研究工作提供了大量的第一手材料，同时也为基因组研究取得突破性进展提供了可能。人类对基因的认识，将从以往的对单个基因的了解，上升到在整个基因组水平上考察基因的组织结构和信息结构，考察基因之间在位置、结构和功能上的相互关系。 从目前生物信息学的研究情况来看，国际上公认的生物信息学的研究内容，大致包括以下几个方面：

  1. 生物信息的收集、存储、管理与提供。包括建立国际基本生物信息库和生物信息传输的国际联网系统；建立生物信息数据质量的评估与检测系统；生物信息的在线服务；生物信息可视化和专家系统。
  2. 基因组序列信息的提取和分析。包括基因的发现与鉴定，如利用国际EST 数据库 (dbEST) 和各自实验室测定的相应数据，经过大规模 并行计算发现新基因和新SNPs以及各种功能位点；基因组中非编码区的信息结构分析，提出理论模型，阐明该区域的重要生物学功能；进行模式生物完整基因组的信息结构分析和比较研究；利用生物信息研究遗传密码起源、基因组结构的演化、基因组空间结构与DNA折叠的关系以及基因组信息与生物进化关系等生物学的重大问题。
  3. 功能基因组相关信息分析。包括与大规模基因表达谱分析相关的算法、软件研究，基因表达调控网络的研究；与基因组信息相关的核酸、蛋白质空间结构的预测和模拟，以及蛋白质功能预测的研究。
  4. 生物大分子结构模拟和药物设计。包括RNA(核糖核酸)的结构模拟和反义RNA的分子设计；蛋白质空间结构模拟和分子设计；具有不同功能域的复合蛋白质以及连接肽的设计；生物活性分子的电子结构计算和设计；纳米生物材料的模拟与设计；基于酶和功能蛋白质结构、细胞表面受体结构的药物设计；基于DNA结构的药物设计等。
  5. 生物信息分析的技术与方法研究。包括发展有效的能支持大尺度作图与测序需要的软件、数据库以及若干数据库工具，诸如电子网络等远程通讯工具；改进现有的理论分析方法，如统计方法、模式识别方法、隐马尔科夫过程方法、分维方法、神经网络方法、复杂性分析方法、密码学方法、多序列比较方法等；创建一切适用于基因组信息分析的新方法、新技术。包括引入复杂系统分析技术、信息系统分析技术等；建立严格的多序列比较方法；发展与应用密码学方法以及其他算法和分析技术，用于解释基因组的信息，探索DNA序列及其空间结构信息的新表征；发展研究基因组完整信息结构和信息网络的研究方法等；发展生物大分子空间结构模拟、电子结构模拟和药物设计的新方法与新技术。
  6. 应用与发展研究。汇集与疾病相关的人类基因信息，发展患者样品序列信息检测技术和基于序列信息选择表达载体、引物的技术，建立与动植物良种繁育相关的数据库以及与大分子设计和药物设计相关的数据库。

摘自黄英武、过涛《生物信息学》


生物信息学讲座（Online Lectures on Bioinformatics）

生物信息学PPT

 

Part I:

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  • TIGR Human cDNA Mapping Project
    5-1-1-DcW/USA
    http://www.tigr.org/tdb/hummap/hummap.html
    Search by STS to retrieve individual STS reports, by GenBank, THC or HC number for transcripts with mapped STS's or by Chromosome number to see a list of all of the transcripts mapped to date, for example, on chromosome 16.
  • Via OMIM
    You can search for a 'disease gene' at OMIM. Click the "DNA" button in the results display and follow the link to the mRNA sequence. Note the absence of U (uracil): this sequence is referred to in GenBank reports as mRNA, but the sequence is a cDNA sequence.
    http://www.nih.gov

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Protein 3D Structure Database

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  • Protein Databank
    http://www2.ebi.ac.uk/pdb/index.shtml
    Three dimensional protein structures which can be downloaded and viewed locally (viewer required) or viewed in a hypertext browser window (e.g. Netscape). The structures are experimentally determined by X-ray crystallography and nuclear magnetic resonance (NMR) imaging.

Protein Analysis Utilities

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  • Web Cutter - Restriction Enzyme Mapping Utility
    http://www.medkem.gu.se/cutter/
    Map restriction enzyme sites on your sequence. Easy to use and comprehensive options.
  • Protein Colourer
    5-2-1-PUW/UK
    http://www.ebi.ac.uk/htbin/visprot.pl
    Colour a protein sequence (raw text or SWISS-PROT Acc. No.) by properties e.g. hydrophobicity.
  • Residue Periodicity
    Review this site
    http://o2.dbuoa.gr/FT/
    Study the periodicity of residues in a protein sequence.
  • Compute the Theoretical pI and Mr
    5-1-2-PUW/Switzerland
    http://www.expasy.ch/ch2d/pi_tool.html
    Calculates the theoretical pI or molecular mass of a protein, whose sequence is entered by the user, or referred to as a SWISS-PROT or TrEMBL entry.
  • Random Protein Sequence Generator
    5-5-2-PUW/Switzerland
    http://www.expasy.ch/sprot/randseq.html
    Random protein sequence generator! Output in FASTA format (the format most commonly required by bioinformatics search sites).

PCR Primers & Probes

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Databases of Non-Human Sequences

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  • Berkeley Fly Database
    5-5-2-DDW (UI)/USA
    http://www.fruitfly.org/bfd/
    Search for sequences by name or map location, and optionally view a clickable image of sequenced contigs aligned alongside the fly chromosomes. Searches can be limited to available sequences only. Retrieve P1, BAC or cosmid genomic clones, P element insertion lines, YAC, STS and more.
  • The Institute of Genomic Research Databases
    http://www.tigr.org/tdb/tdb.html
    Many databases including microbial, parasites, human, human cDNA, mouse, rat, Arabidopsis, zebrafish, and others.

Utilities for Non-Human Sequences

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  • European Drosophila Genome Project BLAST server
    5-4-3-DDPDFWE/UK
    http://edgp.ebi.ac.uk/www-blast.html
    Search using the WU-BLAST 2.0 (gapped aligned) or the original BLAST (which does not allow gaps). The database includes Drosophila genomic data, EST's, STS's, P element sites, transposons, repeats, and proteins.
  • Berkeley Drosophila Genome Project BLAST Searches
    5-4-3-DDFWE/USA
    http://www.fruitfly.org/blast/
    Search for your sequence using the WU-BLAST 2.0 algorithm for D. melanogaster sequence data, including EST's, genomic sequences, STS's or sequences derived from them, P element insertion sites and transposons.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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