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生物信息技术的发展与未来
11212213徐秋
生物信息技术的发展与未来论文
生物技术是以生命科学为基础，利用生物（或生物组织、细胞及其他组成部分）的特性和功能，设计、构建具有预期性能的新物质或新品系，以及与工程原理相结合，加工生产产品或提供服务的综合性技术。而信息技术是研究信息的获取、传输和处理的技术，由计算机技术、通信技术、微电子技术结合而成，即是利用计算机进行信息处理，利用现代电子通信技术从事信息采集、存储、加工、利用以及相关产品制造、技术开发、信息服务的新学科。生物信息技术是生物技术与信息技术的相辅相成而形成的。生物信息技术与人们的日常生活息息相关，在医学等方面做出了重大贡献。
下面我就研讨课讨论的几个方面进行一些综述。
探索生命天书
DNA（脱氧核糖核苷酸）生物分子，可组成遗传指令，以引导生物发育与生命机能运作，主要功能是长期性的资讯储存。DNA中的有效遗传片段——基因，生命的密码，记录和传递遗传信息，决定生物体的生长、病、老死等一切生命现象。
人类基因组计划（HGP）是一项规模宏大，跨国跨学科的科学探索工程。其宗旨在于测定组成人类染色体（指单倍体）中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列，从而绘制人类基因组图谱，并且辨识其载有的基因及其序列，达到破译人类遗传信息的最终目的。破译人类生物信息技术的发展与未来
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遗传信息，将对生物学，医学，乃至整个生命科学产生无法估量的深远影响。随着对基因组的理解更加深入，新的知识会使医学和生物技术领域发展更为迅速。基于DNA载有的信息在细胞生命活动中的指导作用，在分子生物学水平上深入了解疾病的产生过程将大力推动新的疗法和新药的开发研究。
而重组DNA通过限制性内切酶处理产生目标DNA片段、片段与载体结合、引入宿主细胞、培养筛选等步骤来达到定向改变基因的目的。重组DNA是一种人工合成的脱氧核糖核酸。它是把一般不同时出现的DNA序列组合到一起而产生的。从遗传工程的观点来看重组DNA是把相关的DNA添加到已有生物的基因组中，比如细菌的质粒中，其目的是为了改变或者添加特别是的特性，比如免疫。重组DNA与遗传重组不是一回事。它不是重组细胞内或者染色体上已经存在的基因组，而完全是通过外部工程达到的。
然而当人类完全破译了自身的天书之后，是否能够突破自然的局限按照自身的意愿改造自我呢？人类以及社会伦理是否能够接受人类在未来对自身基因的重组？历史告诉我们，人类社会的进步需要创新，而二十一世纪又是生物学的世纪，现代社会的发展需要生物学的前进。而事物都具有两面性，也许基因工程有许多对人类潜在的，不可忽视的危害。但我们不能因噎废食，应该迎接新的挑战，充分接受新的事物。户枢不蠹，流水不腐，作为生医的一员，我们也应该努力接受新的科学理念，跟上时代的步伐，为生物世纪的发展贡献自己的一份力量。生物信息技术的发展与未来
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生物信息技术能否成为战胜疾病的蛇杖？
3月31日、4月2日、4月5日，江苏省卫生厅通报了南京市医院收治了5例人感染H7N9禽流感确诊病例。其中南京籍3例，外地籍2例。5例病例均危重，医院正全力救治。基因序列分析显示，该病毒对神经氨酸酶抑制剂类抗流感病毒药物敏感。由此可以看出生物信息技术在人类医学上的重要性，贴近人类的生活，服务人类的生活。生物导弹由单克隆抗体与药物、酶或放射性同位素配合而成，因带有单克隆抗体而能自动导向，在生物体内与特定目标细胞或组织结合，并由其携带的药物产生治疗作用。生物导弹在核医学上，特别在人体扫描图技术和肿瘤定位方面已获得很大进展。现在已经在肿瘤治疗，类风湿性关节炎，牛皮癣，脑、心血管病，胃炎、支气管炎等方面做出了很大的贡献。除了能够诊断、治疗癌症和某些疾病外，最有希望的是在组织与器官移植过程中用以净化骨髓。应用抗T细胞的单克隆抗体就可以防止致死性反应。
另一方面基因工程依据已经破译的基因序列和功能，找出这些基因并针对相应的病变区位进行药物筛选，甚至基于已有的基因知识来设计新药，就能“有的放矢”地修补或替换这些病变的基因，从而根治顽症。例如重组药物胰岛素在治疗糖尿病方便获得很大的突破。并且一些困扰人类健康的主要疾病，例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都与基因有关。基因治疗在基因工程的基础之上，通过基因置换、基因修复、基因修饰、基因失活、免疫调节等方法手段达到了通过修饰基因治疗人类疾病的目的。现代医学研究证明，人类疾病都直接或生物信息技术的发展与未来
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间接地与基因有关
单基因遗传病：红绿色盲、血友病、白化病等
多基因遗传病：先天性心脏病、小儿精神分裂症无脑儿等 通过基因治疗等生物信息技术战胜了很多困扰人类多年的疾病。设想在技术相当发达的明天，我们能否通过对人类基因的增删完善达到让人类摆脱疾病的目的？
疾病是体内的基因与人体生活的环境因素共同决定的。环境因素包括生活因素、生活习惯、生活方式等。单靠基因改变是很难达到目的的。增删基因非常危险，并且仍然可能发生基因突变。在日常生活中，我们应当确定疾病与体内基因的关系，调整自己生活的环境因素，来避免疾病或者延缓疾病的到来。毕竟人的一生中，绝大多数基因基本上是不会改变的，相反，人的生活环境和生活习惯等是可以改变的。
基因芯片
基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法，在一块基片表面固定了序列已知的八核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列。基因芯片又称为DNA微阵列(DNA microarray)，可分为三种主要类型：1）固定在聚合物基片（尼龙膜，硝酸纤维膜等）表面上的核酸探针或cDNA片段，通常用同位素标记生物信息技术的发展与未来
11212213徐秋的靶基因与其杂交，通过放射显影技术进行检测。这种方法的优点是所需检测设备与目前分子生物学所用的放射显影技术相一致,相对比较成熟。但芯片上探针密度不高，样品和试剂的需求量大，定量检测存在较多问题。2）用点样法固定在玻璃板上的DNA探针阵列，通过与荧光标记的靶基因杂交进行检测。这种方法点阵密度可有较大的提高，各个探针在表面上的结合量也比较一致，但在标准化和批量化生产方面仍有不易克服的困难。3）在玻璃等硬质表面上直接合成的寡核苷酸探针阵列,与荧光标记的靶基因杂交进行检测。该方法把微电子光刻技术与DNA化学合成技术相结合，可以使基因芯片的探针密度大大提高，减少试剂的用量，实现标准化和批量化大规模生产，有着十分重要的发展潜力。基因芯片在疾病诊断方面做出了重大贡献。在环境保护上，基因芯片也广泛的用途，一方面可以快速检测污染微生物或有机化合物对环境、人体、动植物的污染和危害，同时也能够通过大规模的筛选寻找保护基因，制备防治危害的基因工程药品、或能够治理污染源的基因产品。还在包括现代农业、司法等方面做出了应有的贡献。
