什么是生物信息学

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所属分类:生物信息学
生物学与信息科学是当今世界上发展最迅速、影响最大的两门科学。而这两门科学的交叉融合形成了广义的生物信息学,正以崭新的理念吸引着科学家的注意。生物信息学(Bioinformatics)是生命科学领域中的新兴学科,面对人类基因组计划所产生的庞大的分子生物学信息,生物信息学的重要性将越来越突出,它无疑将会为生命科学的研究带来革命性的变革。
生命现象是在信息控制下不同层次上的物质、能量与信息的交换与传递过程。不同层次是指核酸、蛋白质、细胞、器官、系统、整体等,而目前一般意义的生物信息学是基因层次的。生物与信息相交叉的领域是正在发展中的前沿领域。美国已决定设立“生物、信息和微电子边缘领域的基础研究”计划,共包括7个方面:
生物的遗传信息指DNA―RNA―蛋白质、遗传信息――转录、翻译 、遗传密码 、“第二遗传密码” 、生物信息学 、遗传语文等。
生命活动的调控则包括基因的功能、表达和调控;蛋白的结构、功能和调控;细胞活动(分化、发育、衰老、死亡)的调控;器官、系统、整体活动的调控;节律、生物钟;分蘖、生长、开花、结果;营养的吸收、传输、转化;对外界信号的反应如含羞草、抗逆性等。
生物电磁学与电磁生物学包括1、生物电磁:生命活体在不同层次(电子、离子、原子、基因、细胞、组织、整体等)的活动和不同属性(包括思维、精神)活动时以及和外界环境(生命体周围直至宇宙)相互作用时反映出来的各种电磁信息。2、人体的电磁辐射(包括发光):频率、强度、频谱 。3、人体信号的调制方式:调幅、调频、编码 4、电磁生物学:电磁辐射对生物体的影响 。5、电磁场导致DNA突变。6、体内电、离、细胞等分布、极化状态变化导致疾病等。
视觉系统与光信息处理包括视网膜神经元回路与信息处理,彩色视觉及彩色图像的编码、变换机制,
眼动成象机制及宽视场、消色差动态成象系统,视觉认知机制及其图像信息的智能模式识别 ,不同状态立体视觉机制和静态、动态立体视锐度等。
脑和神经系统与信息包括:脑的感知觉信息处理原理及其应用 ,学习、记忆、思维 ,逻辑思维和形象思维,思维模型与信息处理系统新原理的研究,新的计算模型、新型计算机如:神经计算机等。
生物体结构与微光机电系统包括:微光机电系统是当代科技前沿,人能制造出生物体的微细结构吗?DNA驱动的微细机器人 ,生物大分子到细胞基本结构体系的自组装自组织 ,创造新物质的分子工程学研究 ,分子聚集体的化学等。
生物芯片、蛋白质芯片等等。
21世纪是生命科学的时代,也是信息时代。随着人类基因组计划的实施,有关核酸、蛋白质的序列和结构数据呈指数增长。面对巨大而复杂的数据,运用计算机管理数据、控制误差、加速分析过程势在必行。从20世纪80年代末开始,生物信息学(Bioinformatics)逐渐兴起并蓬勃发展。近年来,计算机和因特网的发展为生物信息的传递提供了硬件基础和便利。
  (责任大汉昆仑王)
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