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试述生物信息学的前沿研究动态

2020-07-02 415 上传者：管理员

摘要：在信息时代背景下,人类基因组计划的不断深入,为生物信息学的研究和探索方面迅速奠定了数据基础。并且,在对这些巨量数据进行挖掘过程中,生物信息学的研究与发展对基因组学、蛋白组学、信息科学等多个领域的发展都发挥着举足轻重的作用。基于此,该文从分析生物信息学的主要研究内容等方面出发,提出经济社会发展过程中,生物信息学的有效应用策略,以及未来发展趋势。

关键词：
发展
基因组学
生物信息学
生物工程
研究
蛋白组学
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1、生物信息学涉及的主要内容

生物信息学所涉及的主要内容,包括生命科学等领域的很多内容,进一步为生命科学研究与发展提供了技术手段和研究工具。生物信息学的主要内容研究内容:第一,基因组学的研究是在研究生物信息学相关内容的过程中的主要内容之一。基因组学,主要用对核酸序列中所表达的结构与功能的生物信息进行分析和解读。在研究基因组学过程中,生物信息学为其提供必不可少的工具,为基因组学的深入探究提供了技术支持。相关人员可以结合生物信息学对基因组信息结构进行计算与分析,与此同时,也可以采用比较的方式,对模式生物全基因组信息结构进行比较,充分利用生物信息学知识从而最大化地提高基因组学科研过程中的效率和质量。第二,蛋白质组学的研究也是生物信息学内容研究过程中的内容之一,用生物信息学的知识对其进行深入探究的过程中,主要采用的方法是双向聚丙烯酰胺凝胶电泳。分离其中复杂的蛋白质组分,对其开展深入探究。最后在分析结果时,结合专用软件采集和分析的方式,凝胶电泳图谱资料,在对其中的相关蛋白质斑点内容进行精确鉴定,最大化地提高生物信息学中蛋白质组学内容研究的有效性。与此同时,对蛋白质间相互作用的问题进行研究时,生物信息学主要采用的是亲和层析、免疫沉淀等,有效地对其中的相互作用内容进行分析,与此同时,在对蛋白质做数据库进行研究的过程中,也会采用生物信息学数据分析、处理、挖掘和储存等方式,最大化地突出生物信息学研究中蛋白质组学研究工作的有效性和研究水平。第三,生物信息学在研究过程中,还会对分子进化的内容进行探索与分析,对于生物进化的研究,主要采用的方法是将不同物种基因组DNA或氨基酸序列的借助生物信息学方法进行比对,判断它们在进化上的同源性,从而有效得出其中所包含的分子进化内容以及蛋白质的结构。在以往科研过程中,主要采用的方法是,利用不同物种中同义基因序列的异同来研究,而现在可以通过生物信息学的相关内容,对于分子进化内容的研究,也可以采用DNA序列和其编码的氨基酸序列来进行,从而更直观、更清晰地反映出分子进化之间的关系,保质保量地完成生物学分子进化任务。

2、生物信息学的应用领域以及发展趋势

2.1应用

在生物信息学研究与发展过程中,生物信息学被广泛地应用到很多地方,其中主要应用在生物科学、临床医药、工农业等方面,将生物信息学知识运用在这些方面,推进研究进展。首先,生物科学方面运用的生物信息学手段,主要是采用分析和预测的方式,对基因变异、表达以及基因和蛋白质结构与功能等方面的内容进行预测与分析,最大化地提高生物信息学的应用质量和效果,与此同时,也会采用预测和鉴定的方式来分析基因调控网络,以及对相关的细胞环境进行模拟等。其次,生物信息学在应用到医学和药物学方面时,对促进现代医学发展起到积极作用和影响。例如,通过生物信息学,可以对某些疾病是否有遗传因素引起的病因,进行有效分析,并明确其中所存在的问题,进而更好地、有针对性地来用药和治疗,也可以通过生物信息学对相关临床资料进行收集、整理与分析,促进临床医学方面的创新以及最大化进步。同时,在应用到药物产业方面的过程中,很多公司都充分将生物信息学应用到药物的开发与设计中,并且通过一系列的生物信息学技术来寻找相关药物的开发与设计方式,转变传统寻找新药的方式,充分提高药物公司和科研单位对药物开发与设计的效率和质量。除此之外,生物信息学在药物靶点的筛选与鉴别等方面也有很大的应用和用处。最后,生物信息学在应用到工业和农业方面的过程为工业和农业发展带来很大机遇,比如相继问世的基因工程药物、转基因动植物产品、疫苗等,这充分体现出生物信息学的优势、实用价值、应用范围之大、影响力之大。并且随着我国工业和农业产业的科研的不断推进,生物信息学也被广泛地应用到农作物功能基因组的科研方面,通过一定的研究内容,来实现高效植物遗传的转化与再生,进而有效地对相关物种进行遗传资源的改良,进一步推动工业和农业在应用生物信息学方面的有效发展和创新。

2.2发展趋势

在新时代背景下,随着生物信息学研究领域的不断发展和创新,生物信息学逐渐向更好的发展方向创新和进步,并且在发展和创新的进程中逐渐从对DNA和蛋白质序列比较的方式,逐渐转向可视化的大规模数据整合,以及被广泛地应用到代谢网络分析和蛋白质组处理数据分析等方面。其中,生物信息学在不断深入的过程中,表现出以下几点进步趋势:第一,注释人类起源组,在生物信息学不断深入进程中,其未来的发展方向和重点会用在鉴定与注释由基因选择性剪接而产生的基因产物等方面,明确其中所蕴含的内容,并且在研究的过程中也会采用计算机预测法、比较蛋白质组学法等方式来促进生物信息学研究领域的创新发展。第二,未来生物信息学的发展发展趋势,会体现在比较基因组学和比较蛋白质组学的科研方面。为了更好地推动生物信息学的深入,以及解决新基因的发现和深入探究生物进化的过程中遇到的问题,就需要应用生物信息学。第三,生物信息学的未来应用和科研会落实到基因表达分析方面。通过应用生物信息学技术的进程,需要对关于基因芯片开展深入探究和应用,有效通过生物信息学的有关知识,对生物芯片检测对象的确定、芯片设计等各个环节来应用生物信息学。与此同时,也会利用生物信息学中的相关技术,对芯片结果和实验数据管理进行开采与分析,充分利用生物信息学的技术分析来得到所需相关数据。第四,未来的生物信息学在数据模型和预测分析模型的构建方面也会发挥出自身的作用和价值,对相关数据库进行检测和得到有效信息的过程中,需要利用生物信息学来构建所需模型和预测分析模型,最终推断出相应的假设问题和内容,并且也可以通过现有的生物信息学技术来指导实验,更深层次促进生物信息学的全面创新、进步以及应用。

3、结语

总之,在生物信息学研究与发展过程中,生物信息学知识、方法以及工具被广泛的应用到各个领域和技术的研究方面,生物信息学的未来发展与展望,是需要对以往理论知识进行有效运用,并做合理推论,从而最大限度地促进生物信息学的全面创新与进一步发展。

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