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第一章概述1

第一节生物信息学的发展历史1

目录1

第二节序列测定技术的发展3

一、蛋白质序列测定技术4

二、核苷酸序列测定技术4

三、基因组测序研究的进展6

第三节人类基因组计划（HGP）8

一、遗传图谱9

二、物理图谱10

四、基因图谱12

三、序列图谱12

五、人类基因组计划的延伸14

第四节信息技术在生物学领域应用的发展15

第五节生物信息学的研究内容16

一、生物信息的收集、存储和管理16

二、基因组序列信息的提取和分析17

三、功能基因组相关信息分析20

四、生物大分子结构模拟和药物设计22

五、生物信息分析的技术与方法研究23

第六节生物信息学中心24

一、欧洲分子生物学网络组织25

二、美国国家生物技术信息中心28

三、日本信息生物学及DNA数据库中心30

第二章生物分子序列比对（Alignment）的基本算法33

第一节基本概念33

一、算法33

二、序列比对术语33

三、生物分子序列比对的用途34

第二节最长公共子序列问题34

一、问题描述35

二、分析和解决35

一、全局比对38

第三节序列比对的分类38

二、局部比对40

第四节评分矩阵与比对总评41

一、评分标准41

二、评分矩阵42

三、比对总评45

第五节两个序列比对分析45

第六节多重序列比对分析46

第三章Internet的核酸数据库资源49

第一节核苷酸一级结构序列数据库50

一、GenBank数据库50

三、DDBJ63

二、EMBL63

四、NDB核酸结构数据库64

第二节以核酸数据库为基础构建的二级数据库64

一、在线免疫遗传学数据库IMGT64

二、基因调控转录因子数据库TransFac66

三、真核生物启动子数据库EPD67

四、单核苷酸多态性数据库dbSNP72

五、人鼠特有基因序列集UniGene72

第四章蛋白数据库75

第一节蛋白序列数据库75

一、SWISS-PROT数据库75

二、PIR-PSD数据库80

三、NRL-3D数据库81

四、OWL数据库81

五、GenPept数据库82

第二节生物大分子三维空间结构数据库82

一、蛋白质结构数据库PDB82

二、分子结构数据库CSD86

三、BioMagResBank数据库86

四、MMDB分子模型数据库86

第三节蛋白质序列数据库为基础构建的二级数据库87

一、蛋白质功能位点数据库Prosite87

二、蛋白质序列指纹图谱数据库Prints94

三、蛋白质序列模块数据库Blocks96

四、蛋白质序列家族数据库Pfam98

五、免疫球蛋白数据库Kabat99

六、酶类数据库ENZYME99

七、多肽酶（Peptidases）类数据库MEROPS100

八、相互作用蛋白质数据库DIP101

九、可变剪接数据库ASDB101

十、转录调控区数据库TRRD101

十一、蛋白质二级结构构象参数数据库DSSP101

第四节基于分类的二级数据库102

一、蛋白质结构分类数据库SCOP102

十三、已知空间结构的蛋白质及其同源蛋白数据库HSSP102

十二、已知空间结构的蛋白质家族数据库FSSP102

二、蛋白质分类数据库CATH103

三、蛋白质直系同源簇数据库COGs104

第五节基因表达数据库105

一、标准化基因表达公共数据库的一般要求与存在的问题105

二、基因表达研究的现状和计划106

第五章基因组数据库109

第一节Entrez的基因组资源109

二、图谱浏览器的应用110

一、Entrez图谱浏览器110

第二节人类基因组数据库GDB112

第三节在线人类孟德尔遗传信息数据库OMIM112

一、OMIM数据库的结构113

二、OMIM数据库的检索113

三、OMIM数据库的应用116

四、检索实例116

第四节线虫基因组数据库AceDB和酵母基因组SGD117

一、AceDB117

一、KEGG118

第五节其它基因组数据库118

二、SGD118

二、WIT119

三、TDB119

四、同源脊椎动物基因组数据库HOVERGEN120

五、EcoCyc120

第六章网络检索工具123

第一节序列比对工具123

一、BLAST124

二、Fasta141

三、多序列比对分析（Multiple Sequence Alignment）145

一、Entrez系统的特点147

第二节Entrez生物医学文献检索工具147

二、Entrez的数据库148

三、Entrez数据库的检索方式149

四、Entrez的操作界面151

五、Entrez的检索实例161

第三节EBI的综合信息检索工具SRS163

一、SRS的检索方式163

二、SRS在EBI的操作界面164

三、SRS系统的检索实例174

一、MEDLINE的检索177

第四节文献检索工具MEDLINE177

二、每页显示的文献数量180

三、检索范围限制180

四、检出文献记录显示格式180

第七章网络预测工具182

第一节进行预测的生物学基础182

第二节针对核酸序列的预测方法183

一、重复序列分析184

二、综合基因预测工具191

三、数据库同源性搜索197

四、编码区统计特性分析197

五、其它核酸分析工具198

第三节针对蛋白质的预测方法201

一、预测蛋白质的物理性质202

二、编码蛋白质的识别204

三、蛋白质二级结构预测215

四、一些特殊结构的预测222

五、蛋白质三维结构预测230

第八章分子生物学序列分析的本地软件237

第一节DNA分析软件（DNAssist）237

第二节RNA二级结构预测工具（RNA Structure 3.2）244

一、操作界面244

二、操作流程246

三、其它功能247

第三节蛋白分析软件（ANTHEPROT 4.3）248

一、序列编辑功能249

二、工具栏与基本功能250

三、基本分析工具介绍252

第四节格式转换软件257

一、常见的分子序列格式257

二、格式转换软件263

第五节多序列比对分析工具（CLUSTALX）268

第六节三维视图输出软件（RasMol 2.6）277

一、RasMol的操作窗口278

二、RasMol的命令行窗口281

第七节质粒绘图软件（WinPlas 2.7）282

一、WinPlas的操作界面282

二、操作285

第八节PCR引物设计软件（Primer Premier 5.00）288

一、Primer Premier 5.00的序列编辑窗口289

二、Primer Premier 5.00的引物设计窗口289

三、Primer Premier 5.00的引物检索结果输出窗口292

四、Primer Premier 5.00的引物编辑窗口294

五、Primer Premier 5.00的其它功能294

第九节序列递交软件（Sequin 3.0）295

一、Sequin的序列递交文件编辑296

二、Sequin的其它功能300

第十节代谢途径分析软件［The Main Metabolic Pathwavs（MMP）301

version 2.1］301

第十一节序列综合分析软件（DNAsis）305

一、DNAsis的快捷键功能305

二、DNAsis的菜单栏功能306

附录1词汇表312

附录2 Internet网上生物信息数据库资源总汇329

附录3网上的分子生物学工具及相关资源361

附录4 目前已获得全基因组序列的物种（截止2002年10月）384