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Télecharger: Encyclopédia du biologie moléculaire VOLUMES 1 - 4 (EN)
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ABSTRAIT:
Biotechnologie commence maintenant à être considérée comme un "I"formationnelle. Dans un sens simpliste, il ya trois types d'informations biologiques. Tout d'abord, il ya l'infarmation numérique ou linéaire de nos chromosomes et des gènes, à l'alphabet de quatre lettres composé de G, C, A et T (les bases guanine, la cytosine, l'adénine, la thymine). la Variation de l'ordre de ces lettres dans les chaînes numériques de nos chromosomes ou nos gènes exprimés (ou ARNm) génère des informations de plusieurs types distincts: les gènes, les mécanismes de régulation et de l'information qui permet aux chromosomes d'effectuer leurs tâches comme organites d'information (par exemple, centromérique et des séquences télomériques).
Deuxièmement, il existe des informations à trois dimensions de protéines, les machines moléculaires de la vie. Les protéines sont des chaînes d'acides aminés qui emploient 20 lettres de l'alphabet. Protéines posent quatre défis techniques: (i) Les protéines sont synthétisées sous forme de chaînes linéaires et se replient dans des structures tridimensionnelles précises comme dicté par l'ordre de résidus d'acides aminés de la chaîne. Peut-on formuler les règles de repliement des protéines à prédire la structure tridimensionnelle de la séquence d'acides aminés primaire? L'identification et l'analyse comparative de toutes organisme humain et le modèle (bactéries, levures, nématodes, mouche, souris, etc.) gènes et des protéines seront éventuellement conduire à un lexique de motifs qui sont les composants du bloc de construction de gènes et des protéines.
Ces motifs seront grandement limiter l'espace en forme d'algorithmes de calcul doivent chercher à corréler avec succès la séquence d'acides aminés primaire avec les formes en trois dimensions correctes. Le problème de repliement des protéines sera probablement résolu dans les 10 à 15 prochaines années. (Ii) Peut-on prédire la fonction des protéines à partir de la connaissance de la structure tridimensionnelle? Une fois de plus le lexique de motifs avec leur fonctionnelle ainsi que les corrélations structurelles va jouer un role essentiel dans la résolution de ce problème. (Iii) Comment faire la myriade de modifications chimiques des protéines (par exemple, la phosphorylation, acétylation) modifier leurs structures et de modifier leurs fonctions? Le spectromètre de masse va jouer un role clé dans l'identification des modifications secondaires. (Iv)
Comment les protéines interagissent les uns avec les autres et / ou avec d'autres macromolécules pour former machines moléculaires complexes (par exemple, les sous-unités ribosomales)?
Si ces complexes fonctionnels peuvent être isolés, le spectromètre de masse, couplé avec une connaissance de toutes les séquences de protéines qui peuvent être tirés de la séquence génomique complète de l'organisme, servira comme un outil puissant pour identifier tous les composants de machines moléculaires complexes.
Le troisième type d'informations biologiques provient de systèmes et réseaux biologiques complexes. informations des systèmes est à quatre dimensions, car il varie avec le temps. Par exemple, le cerveau humain a 1012 neurones faisant environ 1015 connexions. De ce réseau provient des propriétés des systèmes une telle mémoire, la conscience et la capacité d'apprendre. Le point important est que les propriétés des systèmes ne peuvent pas être compris à partir de l'étude des éléments de réseau (par exemple, les neurones) un à la fois; plutôt, le comportement collectif des éléments doit être étudié ensemble. Pour étudier la plupart des systèmes biologiques, trois questions doivent être souligné. Tout d'abord, la plupart des systèmes biologiques sont trop complexes pour étudier directement; par conséquent, ils doivent être divisés en sous-systèmes dociles dont les propriétés reflètent en partie celles du système.
Ces sous-systèmes doivent être suffisamment petite pour analyser tous les éléments et les connexions. Deuxièmement, analyse à haut débit ou des outils mondiaux sont nécessaires pour étudier de nombreux éléments des systèmes à la fois (voir ci-dessous). Enfin, l'information des systèmes doit être modélisé mathématiquement avant que les propriétés des systèmes peuvent être prédits et finalement compris. Cela nécessitera le recrutement de chercheurs en informatique et en mathématiques appliquées à la biologie, tout comme les tentatives de déchiffrer l'information de génomes complets et le repliement des protéines et de la structure / les problèmes de fonction ont exigé le recrutement de comput ~ des scientifiques supplémentaires. Je serais négligent de ne pas remarquer qu'il ya beaucoup d'autres molécules qui génèrent l'information-amino acides biologiques, glucides, lipides, etc. Ceux-ci doivent aussi être étudiées dans le cadre de leurs structures spécifiques et des fonctions spécifiques. Le déchiffrement et la manipulation de ces différents types d'informations biologiques représentent un défi technique énorme pour la biotechnologie. Pourtant, les principaux nouveaux et puissants outils pour ce faire sont apparition.
Table des matières:
Biotechnologie commence maintenant à être considérée comme un "I"formationnelle. Dans un sens simpliste, il ya trois types d'informations biologiques. Tout d'abord, il ya l'infarmation numérique ou linéaire de nos chromosomes et des gènes, à l'alphabet de quatre lettres composé de G, C, A et T (les bases guanine, la cytosine, l'adénine, la thymine). la Variation de l'ordre de ces lettres dans les chaînes numériques de nos chromosomes ou nos gènes exprimés (ou ARNm) génère des informations de plusieurs types distincts: les gènes, les mécanismes de régulation et de l'information qui permet aux chromosomes d'effectuer leurs tâches comme organites d'information (par exemple, centromérique et des séquences télomériques).
Deuxièmement, il existe des informations à trois dimensions de protéines, les machines moléculaires de la vie. Les protéines sont des chaînes d'acides aminés qui emploient 20 lettres de l'alphabet. Protéines posent quatre défis techniques: (i) Les protéines sont synthétisées sous forme de chaînes linéaires et se replient dans des structures tridimensionnelles précises comme dicté par l'ordre de résidus d'acides aminés de la chaîne. Peut-on formuler les règles de repliement des protéines à prédire la structure tridimensionnelle de la séquence d'acides aminés primaire? L'identification et l'analyse comparative de toutes organisme humain et le modèle (bactéries, levures, nématodes, mouche, souris, etc.) gènes et des protéines seront éventuellement conduire à un lexique de motifs qui sont les composants du bloc de construction de gènes et des protéines.
Ces motifs seront grandement limiter l'espace en forme d'algorithmes de calcul doivent chercher à corréler avec succès la séquence d'acides aminés primaire avec les formes en trois dimensions correctes. Le problème de repliement des protéines sera probablement résolu dans les 10 à 15 prochaines années. (Ii) Peut-on prédire la fonction des protéines à partir de la connaissance de la structure tridimensionnelle? Une fois de plus le lexique de motifs avec leur fonctionnelle ainsi que les corrélations structurelles va jouer un role essentiel dans la résolution de ce problème. (Iii) Comment faire la myriade de modifications chimiques des protéines (par exemple, la phosphorylation, acétylation) modifier leurs structures et de modifier leurs fonctions? Le spectromètre de masse va jouer un role clé dans l'identification des modifications secondaires. (Iv)
Comment les protéines interagissent les uns avec les autres et / ou avec d'autres macromolécules pour former machines moléculaires complexes (par exemple, les sous-unités ribosomales)?
Si ces complexes fonctionnels peuvent être isolés, le spectromètre de masse, couplé avec une connaissance de toutes les séquences de protéines qui peuvent être tirés de la séquence génomique complète de l'organisme, servira comme un outil puissant pour identifier tous les composants de machines moléculaires complexes.
Le troisième type d'informations biologiques provient de systèmes et réseaux biologiques complexes. informations des systèmes est à quatre dimensions, car il varie avec le temps. Par exemple, le cerveau humain a 1012 neurones faisant environ 1015 connexions. De ce réseau provient des propriétés des systèmes une telle mémoire, la conscience et la capacité d'apprendre. Le point important est que les propriétés des systèmes ne peuvent pas être compris à partir de l'étude des éléments de réseau (par exemple, les neurones) un à la fois; plutôt, le comportement collectif des éléments doit être étudié ensemble. Pour étudier la plupart des systèmes biologiques, trois questions doivent être souligné. Tout d'abord, la plupart des systèmes biologiques sont trop complexes pour étudier directement; par conséquent, ils doivent être divisés en sous-systèmes dociles dont les propriétés reflètent en partie celles du système.
Ces sous-systèmes doivent être suffisamment petite pour analyser tous les éléments et les connexions. Deuxièmement, analyse à haut débit ou des outils mondiaux sont nécessaires pour étudier de nombreux éléments des systèmes à la fois (voir ci-dessous). Enfin, l'information des systèmes doit être modélisé mathématiquement avant que les propriétés des systèmes peuvent être prédits et finalement compris. Cela nécessitera le recrutement de chercheurs en informatique et en mathématiques appliquées à la biologie, tout comme les tentatives de déchiffrer l'information de génomes complets et le repliement des protéines et de la structure / les problèmes de fonction ont exigé le recrutement de comput ~ des scientifiques supplémentaires. Je serais négligent de ne pas remarquer qu'il ya beaucoup d'autres molécules qui génèrent l'information-amino acides biologiques, glucides, lipides, etc. Ceux-ci doivent aussi être étudiées dans le cadre de leurs structures spécifiques et des fonctions spécifiques. Le déchiffrement et la manipulation de ces différents types d'informations biologiques représentent un défi technique énorme pour la biotechnologie. Pourtant, les principaux nouveaux et puissants outils pour ce faire sont apparition.
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