[科普中国]-计算机分子生物学

简介

分子生物学是结合遗传学、微生物学、细胞学以及生物物理学等学科的一门前沿科学，其是一门崭新的学科，带动了整个生命科学的发展，分子生物学作为生命科学的重要分支学科，在环境污染的治理，在中药科学领域，以及生物科学领域都有举足轻重的地位。

分子生物学是从分子水平揭示生命的本质规律，近十几年来，取得了辉煌的成果，得到了大量的生物大分子信息数据。随着研究的深入，对这些数据的管理和分析显得尤为重要，传统的手工处理已经无法胜任，幸好计算机的发展和分子生物学的发展几乎同步进行。人们利用计算机具有信息量大、运算精准、迅速等特点在逐步解决大量的数据分析处理问题，建立了核酸、蛋白序列数据库、开发了许多优秀的应用软件，并取得了一些重要结论。

发展计算机科学的发展给分子生物学从立项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”，它大大的加快了试验的进程。试验数据的处理成为研究进展的瓶颈，而计算机科学将会在这个领域发挥重要作用。1

成就举例核酸序列数据库包括基因组ONA序列、CDNA序列、RNA序列，1980年由美国国立基础医学研究院和U.S.Department of Energy发起，加州大学LANL实验室负责，收集整理、Inteui Genetics 负责发起建立起核酸序列数据库（GENBANK），几乎同时欧洲分子生物学实验室也着手建立核酸序列数据库，不就日本也建立了DNA序列数据库，后来这几家达成协议，开始合作，协调分工，并实行数据交换。他们收集所有发去的核酸序列及其注解，加以整理入库。到1991年8月，GENBANK已收集DNA序列51418个，建库以来，每年收集的数据呈指数增加。

蛋白分析数据库包括蛋白质和多肽的氨基酸序列及空间结构参数。由PIR-international和SWISS-PROT收集整理和发行。蛋白质数据库和核酸数据库有一个非常重要的区别，即核酸数据库只是指核酸一级结构上的序列，而蛋白质数据库除了包括一级结构的氨基酸序列外，还包括X-ray数据级可能的原子空间结构数据，蛋白质数据库内容随着时间增长呈指数增加。

染色体图谱数据库它是利用了标记做出的整个基因组的连锁图谱，具有很高的应用价值，也是进行整个基因组序列分析的前哨工作。对每一种生物，都有大量的图谱数据，只有用过计算机建库才能做到合适的分析和充分的利用。