计算机科学在分子生物学中的应用.doc

 严明 李越 尹光琳 (中科院上海生物工程研究中心 上海 200233) 摘要 : 计算机科学的发展给分子生物学的研究提供了很大的便利 。本文介绍了计算机在生物学实验的各个阶 段中的应用 。 关键词 :计算机应用 ;生物学软件 ;生物学站点 文献标识码 :A 文章编号 :1003 - 8892 (2000) 04 - 0015 - 03 Appl ication of Computer Sc ience in Molecular Biology Yan Ming Li Yue Yin Guanglin ( Shanghai Bioengineering Research Center , Chinese Academy of Sciences 200233) Abstract : The develop ment of Co mp uter Science makes great facilitatio n to t he research of molecular biology. Co mp uter applicatio n in each step of biology experiment s is int ro duced. Key words :Applicatio n of Co mp uter ;Bio sof t ware ; The web site of bio science Internet 上最著名的文献数据库是 M EDL IN E 。M ED2 L IN E 数据库是美国国立医学图书馆 M EDL ARS 系统中规 模最大 、权 威 性 最 高 的 著 名 医 学 文 献 数 据 库 , 内 容 涉 及 医 学 、动植物 、微生物 、食品等多个领域 。众多的机构通过 In2 ternet 提供免费 M EDL IN E 检索 。推荐从 Co mmunit y of Sci2 ence , Inc . 的网页上进 行 检 索 ( ht tp :/ / www . cos. co m/ ) 。其 高级检索方式提供多关键词检索 , 可迅速的查找到所需的 文摘并获取全文 ( 全文获取需付费) 。另外 , 如 Science 、Na2 t ure 等各著名期刊的主页上一般也提供了本刊物所刊登的 文章的文摘检索 ,可通过对研究领域中相关期刊的检索获 取所需的文献 。 由于网络安全存在较大的漏洞 , 网上付费体系还不完 0 引言 电子计算机 ( 简称计算机) 的出现和发展是 20 世纪科 学技术 的 卓 越 成 就 之 一 。1943 年 第 一 台 计 算 机 EN IAC ( Elect ronic Numerical Integrator And Calculator) 诞生至今仅 五十多年 ,但由于它的非凡作用 ,所以发展非常迅速 。目前 计算机已应用于生产和生活的各个方面 , 对社会产生了深 远的影响 。其中也包括分子生物学的研究工作 。 计算机科学的发展给分子生物学从立项直到论文写作 提供了一系列的软件工具 。人类基因组计划与计算机科学 交汇 ,产生了一门新兴的边缘科学 ———生物信息学 ,其发展 更是给生 物 信 息 的 获 取 、检 索 及 处 理 带 来 了 巨 大 的 便 利 。 近年来 ,芯片技术与生物技术结合而产生了“生物芯片”,它 大大加快了实验的进程 。实验数据的处理成为研究进展的 瓶颈 ,预期计算机科学将会在这一领域发挥巨大的作用 。 本文主要以实验进程的各个阶段即文献检索 、实验方 案设计 、实验结果分析 、实验数据整理及论文写作为线索介 绍计算机的应用 。由于生物芯片技术还不成熟 , 在一般生 物化学实验中的应用也较少 ,故暂不涉及这方面内容 。 善 。因此 ,由 文 摘 获 取 文 献 的 过 程 一 般 还 要 依 赖 图 书 馆 。 但是以数据库技术为基础 、以 Internet 为媒介检索方式已经 显露出它的巨大优势 。 实验方案设计阶段中计算机的应用 2 文献收集整理完毕后 , 需结合课题与手头的资料进行 实验方案的设计 。这一阶段中的工作主要包括限制内切酶 酶切位点分析 、引物设计 、结构域 ( motif ) 查找 、同源性检索 、 计算机在文献检索中的应用 RNA (核糖核酸) 及蛋白质的二级结构预测 、实验方法的选 择 。 211 限制内切酶酶切位点分析 限制内切酶酶切位点分析可在目的基因两端和载体上 寻找合适的酶切位点 ,寻找能产生相同粘端的酶切方案 ,便 于重组 DNA (脱氧核糖核酸) 分子的构建 。 1 现在文献检索主要依托于数据库技术 、以 Internet 为媒 介进行检索 ,即建立一个文献数据库 ,