生物信息学简介

随着人类基因组计划顺利实施，生命科学已大踏步地进入了基因组时代，随之而来的是大量生物分子数据的产生。生物分子数据的增长速度极快，DNA碱基数目呈指数方式增加，大约每14个月增加一倍，这一速度已超过了半导体芯片上的晶体管数量每18个月翻一番的“摩尔定律”。1999年12月国际核酸数据库GenBank中的DNA碱基数目只有30亿，它们来自47000种生物，2000年4月DNA碱基数目已达60亿，2001年初这一数目已达110亿，目前已超过1000亿，各种生物的EST序列已达1600多万条，其中人类的EST（表达序列标签）序列已超过300万条，估计覆盖人类基因90％以上；单基因的数目约达9万个以上。自全长1．8Mb的嗜血流感杆菌基因组序列于1995年发表以来，已有包括古细菌、真细菌和真核生物等在内的300多个模式生物的完整基因组被测序完成，还有很多生物的基因组也在测试当中。分子数据仍将继续快速增长。这些生物分子数据具有丰富的内涵，其背后隐藏着人类目前尚不知道的生物学知识。充分利用这些数据，通过数据分析、处理，揭示这些数据的内涵，从而得到对人类有用的信息，是生物学家、数学家和计算机科学家的研究目的。生物信息学就是为迎接这种挑战而发展起来的一门新型学科，它是由生物学、应用数学、计算机科学相互交叉所形成的学科，是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一，也是21世纪自然科学的核心领域之一。