黃晶

近年來(lái)，生物科學(xué)發(fā)展迅速，主要體現(xiàn)在生物科學(xué)中核酸和蛋白質(zhì)這兩種大分子在結(jié)構(gòu)和序列方面的研究更是碩果累累，我們知道不同的結(jié)構(gòu)的核酸序列或者氨基酸序列會(huì)產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的遺傳信息，那么這個(gè)龐大的信息就要通過(guò)生物信息學(xué)的理論來(lái)科學(xué)的處理分析。

1.生物信息學(xué)

1.1 生物信息學(xué)的概念

生物信息學(xué)是近年來(lái)新興起來(lái)的一門學(xué)科技術(shù)，它主要是通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)生物科學(xué)研究中的生物信息進(jìn)行分析，儲(chǔ)存以及檢索的一門科學(xué)；也就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析，來(lái)解決生物學(xué)問(wèn)題。

1.2生物信息學(xué)的特點(diǎn)

生物信息學(xué)發(fā)展迅速，蛋白質(zhì)和核酸的序列和結(jié)構(gòu)信息一直在不斷更新，一時(shí)間數(shù)據(jù)龐大，這就需要運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行整理儲(chǔ)存，但生物信息學(xué)的發(fā)展還不夠成熟，只是繼續(xù)停留在量的儲(chǔ)存上，還處于基礎(chǔ)發(fā)展階段，沒(méi)有一套理論性的概念來(lái)總結(jié)這些龐大的數(shù)據(jù)。所以很多機(jī)構(gòu)都致力于生物信息學(xué)軟件結(jié)構(gòu)的開發(fā)，同時(shí)也促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1.3生物信息學(xué)的研究領(lǐng)域

生物信息學(xué)在動(dòng)物遺傳中的運(yùn)用，主要是研究蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)構(gòu)和序列的不同組成的遺傳信息對(duì)動(dòng)物遺傳性狀的控制；從基因組學(xué)來(lái)說(shuō)：基因組主要就是針對(duì)一個(gè)遺傳信息的全部?jī)?nèi)容的分析研究，再將遺傳信息全部提取之后進(jìn)行分析整理，計(jì)算存儲(chǔ)。舉個(gè)例子，比如說(shuō)對(duì)一種可以使人致癌的基因組進(jìn)行測(cè)試，對(duì)其中的全部基因信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可以評(píng)估出這種基因組致癌的幾率以及治療方法。在蛋白組學(xué)中，主要研究不同蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出的性質(zhì)，研究方法主要是雙向凝膠電泳圖譜，研究不同時(shí)期蛋白質(zhì)的不同功能。例如可以通過(guò)研究一個(gè)生物體的所有蛋白質(zhì)特征來(lái)推測(cè)出在蛋白質(zhì)水平上的生物疾病以及細(xì)胞代謝的過(guò)程?；蚪M學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)是相輔相成的，需要通過(guò)它們的共同研究來(lái)解決基因活性以及生物疾病等問(wèn)題。

2生物信息學(xué)與動(dòng)物遺傳育種

2.1生物信息學(xué)與動(dòng)物遺傳育種兩者之間的關(guān)系

生命的本質(zhì)就是通過(guò)基因?qū)⑦z傳信息傳遞給下一代在自然選擇的過(guò)程中，將優(yōu)良的基因留存下來(lái)。生物信息學(xué)就是研究動(dòng)物遺傳過(guò)程中的基因信息是如何控制遺傳性狀的，當(dāng)分析清楚基因排序和性狀表達(dá)之間的關(guān)系后，我們就可以根據(jù)生物信息學(xué)的技術(shù)來(lái)改良基因，運(yùn)用到培育優(yōu)良的動(dòng)物品種中來(lái)，培育優(yōu)良性狀的動(dòng)物品種和提高動(dòng)物育種的速度。

2.2生物信息學(xué)對(duì)動(dòng)物遺傳育種的作用

在基因組學(xué)和蛋白組學(xué)的研究過(guò)程中，建立起動(dòng)物良種基因育種數(shù)據(jù)庫(kù)，可以利用物種基因的同源性和相似性，以及根據(jù)進(jìn)化過(guò)程中距離較近的物種，找到想要找到的基因類型。例如奶牛，可以通過(guò)基因同源性和進(jìn)化進(jìn)程，選擇優(yōu)良品種的奶牛基因進(jìn)行培育，從而培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)牛奶的奶牛，提高經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)還加快了育種的速度。同樣，我們可以通過(guò)對(duì)禽類的控制優(yōu)良的產(chǎn)蛋性能的主效基因進(jìn)行標(biāo)記，利用基因序列的對(duì)比，建立起主效基因數(shù)據(jù)庫(kù)，在此基礎(chǔ)上改良禽類的品種。

2.3存在的問(wèn)題

生物信息學(xué)在發(fā)展的過(guò)程中有它自身的復(fù)雜性、多樣性和不確定性，基因蛋白質(zhì)種類繁多，也沒(méi)有具體的分類細(xì)則，所以會(huì)阻礙生育種物種的速度，而生物信息學(xué)研究基因序列的方法多種多樣，于是造成一部分基因組成不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)是問(wèn)題之一；其次是不確定性，根據(jù)基因序列來(lái)說(shuō)判斷基因的性能是不夠準(zhǔn)確的，在基因序列所編碼的蛋白質(zhì)表達(dá)其性能的過(guò)程中可能還受到其他一些因素，比如維生素或者礦物質(zhì)離子的影響；所以通過(guò)基因序列結(jié)構(gòu)作為唯一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷也是不準(zhǔn)確的，這種不確定性就阻礙了動(dòng)物的育種進(jìn)程。

綜上所述，生物信息學(xué)是隨著生物科學(xué)的快速發(fā)展而興起的，目前不僅僅在動(dòng)物育種領(lǐng)域廣泛運(yùn)用，同時(shí)還應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、植物育種學(xué)等多方面。生物信息學(xué)運(yùn)用到動(dòng)物育種方面，為優(yōu)良品種的培育做出了巨大貢獻(xiàn)；目前，隨著生物科學(xué)的發(fā)展，生物信息學(xué)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，對(duì)于目前存在的問(wèn)題，我們要深入研究，積累學(xué)習(xí)，相信生物信息學(xué)的未來(lái)會(huì)為人類提供更大的福利。

（作者單位：812100 青海畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）