摘要：隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展速度的不斷加快，與生物信息學(xué)的融合也在逐漸地加深，所以其在生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫中得到了良好的應(yīng)用，建立和完善數(shù)據(jù)庫能夠促進(jìn)生物信息學(xué)的發(fā)展。本文主要闡述了生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫的概念，分析了數(shù)據(jù)庫在生物信息學(xué)中的作用及其分類和特點(diǎn)，展望其發(fā)展前景，以期數(shù)據(jù)庫能夠在生物信息學(xué)中得到更加廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫 生物信息學(xué) 作用 前景

自二十世紀(jì)八十年代末人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)，由數(shù)學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及信息科學(xué)等多種學(xué)科綜合而成的生物信息學(xué)獲得了迅猛的發(fā)展，眾多著名的科學(xué)家將生物信息學(xué)當(dāng)做二十一世紀(jì)自然科學(xué)的重要研究領(lǐng)域[1]。生物信息學(xué)指的是在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)快速增長和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展的影響下所產(chǎn)生的生物學(xué)數(shù)據(jù)，再通過數(shù)據(jù)提取新知識(shí)的一門學(xué)科，它主要是對(duì)生物系統(tǒng)中的調(diào)控規(guī)律、信息流的相互作用以及信息現(xiàn)象進(jìn)行研究，是一門實(shí)際應(yīng)用與理論并重的學(xué)科。

一、生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫的概述

近幾年來，各種生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不斷增多，生物學(xué)數(shù)據(jù)庫逐漸增加，這些數(shù)據(jù)庫對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和收集有各自的標(biāo)準(zhǔn)，可以提供相關(guān)的數(shù)據(jù)處理和查詢等服務(wù)[2]。生物學(xué)數(shù)據(jù)庫幾乎涉及到了生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，世界上有關(guān)DNA的數(shù)據(jù)庫主要包括EMBL的EBI，NCBI的GenBank，以及DDBJ等；有關(guān)蛋白質(zhì)的數(shù)據(jù)庫主要包括PIR、MIPS、PRINIS以及PROSITE等；有關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分類的數(shù)據(jù)庫包括FSSP、CATH以及SCOP等。這些數(shù)據(jù)庫僅僅是簡單地對(duì)原始生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類和整理，是基本數(shù)據(jù)庫。隨著生物數(shù)據(jù)庫的數(shù)量和種類不斷地增多，也變得越來越復(fù)雜，這也使數(shù)據(jù)庫面臨著更大的挑戰(zhàn)。因此多種基本數(shù)據(jù)庫融合而成的二次數(shù)據(jù)庫應(yīng)運(yùn)而生了，使人們?cè)诓樵償?shù)據(jù)庫時(shí)變得更加便利。

二、生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫的分類及特點(diǎn)

一級(jí)數(shù)據(jù)庫。一級(jí)數(shù)據(jù)庫在生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫中主要包含生物大分子的三維空間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫、基因組數(shù)據(jù)庫以及蛋白質(zhì)和核酸一級(jí)結(jié)構(gòu)序列數(shù)據(jù)庫等，一般被稱作為基本數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)信息量較大是一級(jí)數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢，其中存儲(chǔ)了大量的信息，而且數(shù)據(jù)量每天都在不斷地增加，數(shù)據(jù)中的信息也能夠及時(shí)更新。一級(jí)數(shù)據(jù)庫的用戶人數(shù)多，應(yīng)用范疇也極為廣泛，所以，建立數(shù)據(jù)庫只有具備大容量、高性能的磁盤以及專門的計(jì)算機(jī)，才能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行管理。

二級(jí)數(shù)據(jù)庫。二級(jí)數(shù)據(jù)庫也叫專業(yè)數(shù)據(jù)庫，以文獻(xiàn)資料和一級(jí)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)[3]。相比于一級(jí)數(shù)據(jù)庫，二級(jí)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)信息容量較小，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更新的速度較慢。管理二級(jí)數(shù)據(jù)庫不需要大型商業(yè)軟件的運(yùn)作，而是直接運(yùn)用基本的瀏覽器便可以。

三、數(shù)據(jù)庫在生物信息學(xué)中的作用

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測與比對(duì)。蛋白質(zhì)的功能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系是非常緊密的，蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能取決于蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)。所以，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，對(duì)其功能和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系進(jìn)行研究是主要的內(nèi)容之一，其意義極為重大。如果兩個(gè)蛋白質(zhì)之間的結(jié)構(gòu)相似，那么其功能也應(yīng)相似。

分子進(jìn)化和比較基因組學(xué)。在對(duì)生物進(jìn)化進(jìn)行研究時(shí)，應(yīng)用生物信息學(xué)方法能夠在很大程度上補(bǔ)充傳統(tǒng)的方法，它所起到的作用也越來越重要。通過對(duì)各個(gè)物種中同樣基因序列之間的差異對(duì)生物進(jìn)化進(jìn)行研究，以氨基酸序列或DNA序列為基礎(chǔ)，構(gòu)建分子水平上的進(jìn)化樹，通過蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)分子的進(jìn)化進(jìn)行研究。各種基因組測序陸續(xù)展開，基因組數(shù)據(jù)庫的種類將會(huì)越來越多。比較基因組學(xué)這門學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生，它以基因組測序和圖譜為基礎(chǔ)，通過比較已知的基因組和基因結(jié)構(gòu)，分析物種進(jìn)化、表達(dá)機(jī)理以及基因。當(dāng)前在生物科學(xué)中比較基因組學(xué)已經(jīng)成為了人們主要關(guān)注的領(lǐng)域之一。

四、數(shù)據(jù)庫在生物信息學(xué)中的發(fā)展前景

在未來，生物信息學(xué)的發(fā)展在數(shù)據(jù)庫的影響下，將在工作流管理、生物學(xué)、醫(yī)療成像以及藥物設(shè)計(jì)等方面產(chǎn)生一定的影響，且在一定程度上能夠催生新的產(chǎn)業(yè)革命。除此之外，基于生物信息學(xué)的資源共享將大大地促進(jìn)人類社會(huì)和自然科學(xué)的發(fā)展。生物學(xué)數(shù)據(jù)不斷地增多，人們能夠逐漸發(fā)現(xiàn)各種新的生物學(xué)規(guī)律。通過網(wǎng)絡(luò)能夠下載或檢索生物信息學(xué)的資源，其效益高、見效快，優(yōu)勢明顯。所以，我國應(yīng)對(duì)生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫的信息資源進(jìn)行充分地利用，重視其在生命科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域中的研究，增強(qiáng)在生物信息學(xué)領(lǐng)域的實(shí)力。

五、結(jié)語

總而言之，伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)和分類進(jìn)行了簡要的概述，分析了數(shù)據(jù)庫在生物信息學(xué)中的作用，并且展望了數(shù)據(jù)庫在生物信息學(xué)中的發(fā)展方向。數(shù)據(jù)庫對(duì)各種生物技術(shù)的研究起著極大的促進(jìn)作用，有利于推動(dòng)生物技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張皓旻，楊波，郭斌，等.淺談臨床生物信息學(xué)在臨床醫(yī)學(xué)教育中的作用及初步實(shí)踐[J].轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)雜志，2018，（03）.

[2]文可佳.生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何巧用數(shù)據(jù)庫[J].中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2018，（02）.

[3]劉銀鳳，張雷.生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用[J].中國病原生物學(xué)雜志，2014，（10）.

（作者簡介：田佳欣，山東省濰坊第一中學(xué)，高中學(xué)歷。）