Bioinformatics

1
Bioinformatics

• ???????????

2
??????????????????????

• ??????????? (bioinformatics)
  ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????????? ???????????????????, ??????,
  ????????????????????????????????.
  ?????????????????????????????????????????????????
  (computational science) ??????????????????????????
  ???????????????????????????????????????.
  ?????????????????????? ?????? ????????????????????
  ????????? (Human Genome Project),
  ??????????????????????????????????????????,
  ???????????????? ???????.

3
????????????????? Bioinformatics

•   ????????????????????????????????????????????????
  ?????????? (biological database)
  ???????????????????????, ????????????????????
  (protein sequence), ??????????????? (protein
  structure), ????????????? (protein function),
  ?????????? (pattern/family), ????????????????
  (necleotide sequence) ???????. ???????????????????
  ??????????????????????????????????????????????????
  . ???????????? (Internet) ???????????????? (World
  Wide Web) ????????????????????????????????????????
  ??????????????????????????. ??????????????????????
  ??????????????????????????????????????????????????
  ??????????????????????????????.

4
??????????????????????????????????????????????? ?

• ????????????????????????? ????????????????????
  ???? ????????????????????????? ????
  ??????????????????????????????????????????????????
  ????????????? ???????????????????????????????????
  ??? ????????????????????????? ???????????????????
  ??????????????? ??????????????????????????????????
  ??? ?????????????????????????????
  ?????????????????????????????????????? ??????
  ???????????????????? ?????????????????
  ???????????????? ?????????????????????????????????
  ???????????????????????? ?????????????????????????
  ?????????????????????? (???????)

5

• Computer science Biological data

Bioinformatics
analysis
organized
Sequence analysis Gene mapping Evolutionary
history
DNA/Protein database
??????????????? bioinformatics
6
??????????????????????????? bioinformatics
DNA sequence file
Protein sequence file
Multiple Sequence Alignment
Multiple Sequence Alignment
Primer, Probe design
3D structure of DNA
Restriction map
Motif analysis
3D analysis
Hydrohilic profile
Phylogenetic analysis
Molecule Evolution
7
?????????????????????????????????????????????????/
????????

• DNA sequence (?????????????????) ??????????????
  ????????? ???? mRNA, exon, intron
• Amino acid sequence (??????????????) ?
  ?????????????????????????????????????????? eg.
  ?????????????????????????????????? microarray
• Enzyme metabolic pathway? ?????????????????????
  ???????? metabolic pathway ???????????????????

8
????????????????????????????????????????????
??????????? 3 ???????????? ???

• ???????? (DNA)
• ???????????????? ???? ?????????? (Ribonucleic
  acid - RNA)
• ?????? (Protein)

9
???????? (DNA)

• DNA ?????????????????????????? ???????????????????
  ?
• ??????????????-????????? ???????????????????????
  ?????????
• ??????? ?????? ??, ?????, ???, ???????,
  ?????????, ????? ???????
• ?????????????????????????????? ???????????????????
  ??? ?????
• ?????????????????????????????????????????????
  ???????????
• ??????????????????????????????????, ??????
  ??????????????
• ???????????????????

10
?????????????????????????????? ???????????????????
?????????????????????????????????????????????????
????DNA ?????????????????? 4 ??? ??? A T C G
11
???????????????????? DNA
12
???????????????????????? ??????? DNA ??? A
?????? T ????????????????? 2 ????? ??? G ?????? C
????????????????? 3 ????? ?? RNA
???????????????????????? Polynucleotide
??????????????????????
13
???????????????? ???? ?????????? (Ribonucleic
acid - RNA)

• RNA ?????????????????????????????????????????
  ???????????? ??????????????????????????????
• ?????????????????????? ?????????????????????
  ?????????????????????? ???????????????????????????
  ???? ????????????? ???????????????????????????????
  ?????? ??????????????????????????
  ??????????????????????????????????????????
  ???????????????????? ?????????????????????????????
  ????? ???????????????

14
RNA ?????????????????????????????? RNA
?????????????????? 4 ??? ??? A U C G

15
???????????????????????????? RNA ??? DNA
16
?????? (Protein)

• ????????????????????????????????????????????
  ???????????????????????????????????????
• ?????????????? ????????? ?????????????????????????
  ??
• ??????????????????????????????????????????????????
  ?????????????????
• ????????????????????????????? 1 ?? 5
  ?????????????????

17
??????????????????

• ???????????????????????????????????????????
  ?????????????
• ???????????????????????? ??????????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ?
• ?????????? ??? ?????? 1 ???? ???????????????? 4
  ????????
• ????????????????????????????????????????

18
????????????????????????? (human genome)

• ????????????????????????????????????????????
  (?????????????????????????????????? DNA)
  ?????????????????????????????????????????? ?
  ???????????????????????? ????????????????????????
  (?????????????????) ???? DNA ?????????????????????
  ?????????????

19
??????? ?????????????????????????
20

• ????????????????????????????????????????????
  (?????????????????????????????????? DNA)
  ?????????????????????????????????????????? ?
  ???????????????????????? ????????????????????????
  (?????????????????) ???? DNA ?????????????????????
  ?????????????
• ?????????????????????? ????? DNA
  ??????????????????? 2 ??? ?????????????????
  ?????????????????????????????? 4 ??????? A, T, G
  ??? C ????????? ?????????????? ???????????????????
  ????? ??????? DNA ???????????????????
  ????????????????????????????????
  ??????????????????????? ???????? (?????)
  ??????????????????????????????????? 23 ??????? 46
  ????

21
??????? ???????????????????????? Bioinformatics
22
???? ????????????????

• ??????????????????????????????????????????????????
  ??????????????????????????? ??????????????????????
  ????????? ?????????? ?????? DNA
  ???????????????????????????????????? ?
  ???????????? ??????????????? ????????
  "?????????????" ?????????????? ???????????????????
  ?????? ?????? DNA ????????????????????????????????
  ????????????????????????????????
  ?????????????????? (gene) ???? ???????????? DNA
  ???????????? ????????????????????????????????????
  ??????????????????????????????????????
  ?????????????????????????????? ????????????????
  ?? DNA ???????????????????????????????????????
  3.1 ?????????????

23
?????????????????????????????????? ?

• -??? ?????????????????????????????????
  ?????????????????? 3 ?????????????
  ??????????????????? 20 ???-???????? Drosophila
  ????????????????? 160 ?????????? ????????????? 4
  ???-?????????? C. elegans ????????????????? 100
  ??????????-????? S. cerevisiae ?????????????????
  12.5 ??????????-????????? E. coli
  ???????????????? ??????????????????????? 5
  ???????

24
??????????? bioinformatics

• ????????????????????????????
• ???????????????????????
• ???????????????????????????????????
• ????????????????????????????????????????
• ?????????????????????????????????????????????????
  ?????????????????????????????????????
  ?????????????????????????
• BCR-abl p53 (???????????????)

25
??????????? bioinformatics

• ???????????????????? ???????? ????????????????????
  ????????????????????????? (human genome
  project ????????????? ? ?????????????????????????
  ??????/???????????????)
• ????????????????????????/??????
  ?????????????????????????????? STI-571
  ??????????????????? protein kinase
  ???????????????????????? translocation ?????
  BCR-Abl ????? CML ?????????????????
• ???????????????????????????????????????

26
??????????????
?????????????????????? (??????????????????????????
???????)
???????????????????
???????? 25 ????????????????????
???????? 75 ??????????????????????????????????
????????????????????????????????????
?????????????
???????????
??????????????????
???????????????
??????????????????
??????????????????????
???????????????
??????????????????????????????????
27
??????????????????????????????????????????

• ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????????????????? ???? ?????????
  ????????????????
• ????????????????????????????????????????????????
  ???? ?????????????????????????????????????????????
  ??????
• ?????????????????????????????????????????????
  ???? ????????????????????????? HIV

28
????????????????? Bioinformatics

• ??????????????? ???? ???????? ???????????
• ??????????????????????
• ???????????????????????????????????????????? ????
  ???????? ???????????????????????
  ??????????????????? ?????????????? ?????? ???????
• ??????????????????????????????????????
• ??? BT (???? ??????? ??????????)

29
????????????????????????
30
??????????????
?????????????????????? (??????????????????????????
???????)
???????????????????
???????? 25 ????????????????????
???????? 75 ??????????????????????????????????
????????????????????????????????????
?????????????
???????????
??????????????????
???????????????
??????????????????
??????????????????????
???????????????
??????????????????????????????????
31
???????????????????????????????
32
??????????????????????
33
???????????????? ??????? ????????????
34
RFLP
35
RFLP
36
(No Transcript)
37
??????????????????????
???
???
???3
???1
???2
???3
???2
???1
38
?????????????????????????????????????????Bioinform
atics

• Centrifugation
• Electrophoresis
• Polymerase Chain Reaction

39
Centrifugation ?????????????????????
??????????????????

• ??????????????????????????????????????
  Bioinformatics

40
Centrifugation

• ?????????? centrifugation
• ?????????????????????????????????????????????????
  ?????????????????
• ?????????????????????????????????????????????????
  ??????????

41
Electrophoresis

• ??????????????????????????????????????????

42
Electrophoresis

• ?????????? electrophoresis
• ??????????????????????????????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ??
• ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????????????
• ????????????????????????????????????????

43
Polymerase Chain Reaction ??????????????????????
??????????????????????????????????????
Bioinformatics
44
??????????????????

• ????????????????? ???????????????? 3 ??????
  ??????
• 1. ????????? (database) ????????????????????????
  ??????????????????????????????? ????????
• 2. ??????????? (algorithm) ?????????????????????
  ?????????????????????????????? ???????????????????
  ??????????
• 3. ???????????????? (tools) ????????????????????
  ????????????????????????????????????????????????
  ???????????????????????????????????????
  ????????????????????????????? ????????????????????
  ?? ????????????????????? ?

45

• ???????????????????????????????
  ?????????????????????????????????????????
  ??????????????????????????????????????????????????
  ??? ????????????????????????????????????? ????
  ????????????????????????????????????????? 
  ???????????? Bioinformatics ??????????????????????
  ??????????????????????????? ??????????????????????
  ????????????????????????????????
  ??????????????????????????????????????????????????
  ?????????????????????????????????????????
  ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????? ????????????????????????????????????
  ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????????? ????????????????????????????
  Bioinformatics ?????????????????????????????
  ??????????????????????????????????????????????????
  ????????????

46
?????

• ??????????????????????????????Bioinformatics

47
????

• ???????? Bioinformatics ?????????????????????
  ???????????????????????????? ????
  ??????????????????? ??????????????????????????????
  ???????? ?????????????????????????
  ??????????????????????????????????
  ?????????????????????????????????????
  ???????????? Bioinformatics ??????????????????????
  ???????????????? ?????? ????????????????????
  ????????????????? ????????????????

48

• ???????????
• ???
• ????? ?????