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一、生物信息学的应用
生物信息学在蛋白质组学、图像分析、基因组学等诸多领域的研究中得到了广泛应用。重要的生物信息学信息将在精准领域和预防医学中被发现,这些领域专注于制定治疗和控制可怕传染病的措施。生物信息学最必要的部分是对生物粒子的解释和分析;其基本目标是对蛋白质和基因进行分类,确定它们的用途,建立进化关系,并预测构象。生物信息学的关键目标是增加对生物的理解过程。
下面讨论了一些生物信息学的应用:
1.在基因治疗中
它指的是人类治疗,即修改或操纵基因的表现以改变活细胞的生物学特性以进行有益的使用。这种技术改变了个人治愈或治疗疾病的需求。遗传因子疗法通过一些工具起作用,例如:用一个强拷贝的基因替换引起疾病的感染基因,使功能不正常的引起综合征的基因失活,并在体内引入经过修饰的新遗传因子以支持一种疾病。这些治疗产品被认为可以治疗涉及遗传疾病、癌症和传染病的综合征。这些基因产品是由美国食品药品监督管理局生物制品评估和研究中心控制的有机产品。销售基因治疗产品需要批准并提交生物证书申请。
2.在进化研究中
进化生物信息学是一个专门的学科,它利用计算机的应用来分析进化数据的各个方面,利用来自进化生物信息学和生物学的思想。它分析蛋白质结构、遗传序列和各种生物数据,以获得对产生各种生命的进化过程、机制和联系的理解。
进化分析将从分子进化的角度揭示分类在进化过程中的遗传序列关系。在生物分析过程中,信息和系统发育树经常被用来呈现分析结果。
3.在微生物应用中
它是研究微生物及其产物(包括真菌、细菌和其他种类的微生物)的利用以执行对工业、人类健康和环境必要的不同任务的技术。这是一个成熟的领域,对技术和新产品的发展有贡献历史。它是发展和积极研究的一部分,未来有令人兴奋的可能性。
微生物生物技术应用的例子包括用于生产药物和抗生素的细菌,以及利用真菌在垃圾填埋场分解有机物。它还可以包括使用转基因生物来执行特定任务,例如开发在具有挑战性的环境中更易于生长的作物。
4.在蛋白质结构预测中
蛋白质是在各种生物过程中起重要作用的必要分子。蛋白质的结构主要基于结构同源性和序列。随着计算设施和算法的发展,蛋白质结构的理论知识已被用于从氨基酸序列生成模型。机器学习算法的现有进展使得蛋白质结构的准确预测成为可能,为整合多种生物物理结果的结构化机制提供了一个切入点。该结构将有助于识别蛋白质关系,并有助于建立和研究蛋白质相互作用,这在后基因组时代将非常有帮助。
5.数据检索和存储
大规模的生物学信息是可测量的分子科学,它与计算机存储系统、数据分析算法和处理能力的进步并行。计算机技术的应用催生了一个新的系统,该系统基于一种生物研究方法。生物信息学解决的问题与与生物功能、序列和结构相关的信息的存储、分析和检索有关。其目标包括以对生物学有吸引力的方式为生物学分子数据开发一个集成存储系统,用于疾病过程中的药物发现。
6.在医学领域,用于新药发现
生物信息学将加速治疗靶点的识别、候选药物的优化和药物候选物的筛选。它使表征和预测药物冲突和副作用变得更容易。来自蛋白质组学、结构、核糖体图谱、基因组来源和表观遗传学等高通量数据的数据,都对药物再利用的机制开发和作用做出了重大贡献。它用于改良医学中,用于分析来自微阵列基因表达分析的数据,以寻找基因变异和突变。它们影响患者对特定药物的反应或改变疾病预后。
7.在用于改善作物生产、管理和害虫控制的识别和访问控制的生物计量分析中
识别和访问控制系统在加强农业中的管理、作物生产和害虫控制方面起着关键作用。该系统将帮助农民正确分类和跟踪他们的作物,并使他们能够及早监测生长模式和潜在害虫的到来。有了这些信息,农民可以实施有针对性的干预措施,以减少过度使用杀虫剂的需求并将对环境的影响降至最低。此外,访问控制系统对有权访问的人员进行监管,以防止未经授权进入农业区域和对潜在作物造成损害。实施这种做法包括可持续的农业初始做法,以减少资源浪费。
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