1系统生物学:是在细胞、组织、器官和生物体水平上研究结构和功能各异的生物分子及其相互作用，并通过计算生物学定量阐明和预测生物功能，表型和行为。 创始人:美国Hood，1999年
2 系统生物学研究内容是什么？研究步骤是什么？
内容:1.通过众多组学尤其是基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、糖组学、相互作用组学、表型组学等，采用高通量实验技术，在整体和动态研究水平上积累数据并在挖掘数据时发现新规律、新知识，提出新概念→→湿。2.利用计算生物学建立生物模型→→干。这两个内容具体分为4个方面:系统结构的确定、系统行为的分析、系统的控制方法、系统的设计
步骤:1.对选定的某一生物系统的所有组分进行研究，构建系统模型2.系统地改变被研究对象的内部或外部条件，观测系统发生的相应变化，整合全部信息3.把通过实验得到的数据与根据模型预测的情况进行比较，并对初始模型进行修订4.根据修正后的模型，设定新的改变系统状态的实验，重复2.3步，不断地通过实验数据对模型进行修订和精炼 3系统生物学的研究方法有什么？
1.整合，把系统内不同性质的构成要素或不同层次的构成要素整合在一起进行研究（自下而上，自上而下，混合策略）2.干涉，人为的设定某种或某些条件去作用于实验对象，从而达到实验目的，必须具有系统性3.数学建模和模拟
计算机仿真包括3个要素:系统、模型、计算机。联系这3个要素的3个基础活动:系统模型的建立、仿真模型、仿真实验
模型:是系统的一种表示（是为了研究系统的目的而开发的），是系统内在联系及其外界联系的一种描述。对物体或进程的抽象表征，来刻画这些物体或进程的特征。 4还原论:过于强调把一个复杂整体分解成单个器官、组织、细胞直至单个基因或蛋白质分子入手逐个研究的方法。
5分子生物学vs系统生物学 在一定程度上，还原论可以阐释整体论下某单元的单独作用，但并不能阐释它们之间的相互作用，且对整体的行为难以给出解释。
理论:还原主义，将生物学还原到分子水平 理论:整体主义，从系统水平上理解 分解成局部（单方面作用） 观测机体效应
研究对象:生物系统的组成成分 研究对象:组成部分及其之间的联系 个别基因，蛋白质 整个系统 侧重:实验中获取数据 侧重:实验数据的挖掘
实验深层次成果往往被忽视 可获取深层次成果，理论创新 现代生命科学的特征:简单化，线性化，定性化，实验化 系统生物学的特征:复杂化，网络化，定量化，理论化
6基因组:是一种生物或个体细胞所具有的一套完整的基因及其调控序列
基因组学:是研究基因组的结构组成，时序表达模式和功能，并提供有关生物物种及其细胞功能的进化信息。分为结构基因组学和功能基因组学。 功能基因组学:是利用结构基因组学所获得的各种信息，建立与发展各种技术与实验模型来测定基因及基因非编码序列的生物学功能
比较基因组学:是研究比较不同物种基因组的异同寻找物种间共有的，即进化上保守的基因或DNA序列。研究方法:系统发育谱法，基因邻居法
7测序技术:第一代，双脱氧链终止法sanger法，maxam化学降解法
第二代:焦磷酸法，高通量测序，边合成边测序技术，连接测序技术 第三代:单分子测序
8焦磷酸测序的原理:1单链DNA模板被合成互补链，4种dNTP按碱基互补配对原则依次有序结合到模板上，每成功加上一个dNTP就释放出一个ppi，其释放数量与结合进入DNA的dNTP数量一致。2.ppi经硫酰酶催化形成ATP，不进荧光素酶氧化荧光素，通过这些反应可实时发射出荧光被CCD照相技术记录下来。 9代谢物组:全部代谢物的库
代谢物组学:定量描述生物内源性代谢物质的整体及其内因和外因变化应答规律的科学 代谢组学的中心任务:1对内源性代谢物质的整体及其动态变化规律进行检测，量化和编制目录，绘制图谱2确定此变化规律和生物过程的有机联系
代谢组学研究方法:毛细管电泳CE，气相色谱GC，红外线傅里叶转换FI-IR，质谱MS和核磁共振NMR
10相互作用组:体内各种分子相互作用的整体
相互作用组学:系统的研究各种分子相互作用，包括蛋白质—蛋白质，蛋白质—核酸，蛋白质—代谢物的相互作用及其形成的分子机制，途径和网络
相互作用研究方法:酵母双杂交系统，串联亲和纯化质谱分析联用，生物信息学技术 11表型组:是一个有机体所有特征，特性的总和，表型组学:整体上研究表型的科学 表型组学的研究内容:系统的研究表型组与基因组，环境组三者的复杂关系 Vp表型＝Vg基因型＋Ve环境（基因型与环境偏差无相关性）
Vp＝Vg＋Ve＋Vge环境与基因互作（基因型与环境偏差之间存在互作） Vp＝Vg＋Ve＋2COVge基因型值与环境偏差协方差的2倍（环境偏差与基因型之间有相关性） 12 什么是转录组学？转录组学的研究内容及方法？
概念:对转录水平上发生的事件及其相互关系和意义进行整体研究的一门学科。内容:转录加工研究；转录物编制目录；转录物图形；转录物物调节。研究方法:1.高通量mRNA表达分子技术:微阵列生物芯片技术2.基因表达系列分析技术:SAGE，3.转录物编制目录的研究方法:MPSS,EST,SAGE.4.绘制动态转录物图的研究方法:DNA芯片技术，RT～PCR，分子原位杂交5.转录物调节网络:结合微阵列分析的染色质免疫沉淀技术chip_on_chip 转录组:从一个细胞，组织或生物体的全部RNA的集合体。
转录物的多样性:真核生物DNA转录出来的RNA，种类繁多，长短不一，功能各异，是由于外显子的交替剪接或有多个转录起点或不同的加尾位点所致。 反义RNA:可以抑制基因的表达，一条单链RNA与另一条mRNA的互补区发生碱基配对作用，会阻遏这条mRNA的表达。
小分子干扰RNA（SiRNA）:利用一小段双链RNA导入生物体细胞使特定的表达发生沉默，这一小段RNA则为干扰RNA。
SnRNA:细胞核中的小分子。ScRNA:细胞质RNA，在自然状态下，以核糖核蛋白颗粒的形式存在。snoRNA:核仁小RNA，在核糖体RNA的加工中起作用。
13蛋白质组:一个基因组，一个细胞或一种生物体所表达的全部蛋白质 蛋白质组学:在整体水平上研究细胞内蛋白质组成及其活动规律的学科
蛋白质组学研究方法:双向凝胶电泳，生物质谱，生物信息技术，生物芯片技术，酵母双杂交系统技术
蛋白质研究路线:分离（2-DE,HPLC）→定量（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱，电喷雾离子化质谱，串联质谱）→鉴定（蛋白芯片，蛋白互作）
蛋白质组学技术路线:样品制备→SDS-PAGE电泳→酶解处理→差异蛋白标记→样品等量混合→高pH反向电离→肽段富集→分析
靶蛋白与捕捉分子结合情况检测:SELDI检测技术，如SELDI-TOF-MS；CCD照相技术与激光扫描系统获取阵列图像；表面等离子共振（SPR）
2-DE电泳依据:等电点，分子质量
肽指纹:用于蛋白质鉴定，由于各种蛋白质的氨基酸序列都不同，蛋白质被酶解后，产生的肽片段序列也不同，其肽混合物质量数也具有特征性，所以称为肽指纹
14酵母双杂交系统原理，概念:1.利用真核生物转录因子GAL4的两个不同的结构域，DNA结构结合域和转录激活结构域2.分别与目标蛋白X和可能的相互作用蛋白Y相连，共同转入酵母细胞3.若X与Y能相互作用，则使转录因子原体分开的两部分结合从而导致激活下游的报告基因4.通过检测报告基因的表达就可以判断X与Y是否发生相互作用
15信号转导通路例子JAK-STAT信号通路:细胞因子受体结合并激活JAK激酶，STAT蛋白与受体激酶复合体结合后被磷酸化，接着STAT形成二聚体进入细胞核通过结合DNA激活转录。JAK-STAT信号通路共有32个状态变量和51个参数
16系统:至少包括2个元素且元素之间有一定联系。系统提出者是亚里士多德
系统的特征:多元性，相关性，整体性，鲁棒性:生物系统中对许多干扰生物学功能的不敏感特性，涌现性:1+1＞2
生命系统的特性:开放性，复杂性，层级性，动态性，鲁棒性，适应性，进化能力 17系统生物学的可计算模型:网络模型，方程模型，自动化模型
基本网络:规则网络，随机网络，小世界网络，无标度网络（最普遍），层级网络。其中随机网络的度分布为泊松分布，无标度网络的度分布为呈斜线下降。 系统仿真常用的软件:Mathematica和MATLAB
系统树构建的方法:距离法，最大简约法，最大似然法
18串联亲和纯化与质谱分析联用:串联即连续用两个标签进行两次亲和纯化。标签共分3部分:蛋白质A，CBP，中间连接TEV酶识别的酶切位点。在细胞中标签表达后与可能相互作用的蛋白质形成复合物。细胞裂解后IgG偶联的层析柱纯化。TEV酶切分离标签，使含有靶蛋白的复合物与层析柱分离并通过CBP偶联的亲和层析柱再次纯化，加入过量的EGTA使CBP与柱分离，含有靶蛋白复合物得到两次分离纯化，SDS-PAGE后MS鉴定。
简述第一代，第二代，第三代基因组学测序技术的原理。
答：第一代基因组学测序技术：由于ddNTP的2’和3’都不含羟基，其在DNA的合成过程中不能形成磷酸二酯键，因此可以用来中断DNA合成反应，在4个DNA合成反应体系中分别加入一定比例带有放射性同位素标记的ddNTP（分为：ddATP,ddCTP,ddGTP和ddTTP），通过凝胶电泳和放射自显影后可以根据电泳带的位置确定待测分子的DNA序列。 第二代基因组学测序技术：Illumina/Solexa Genome Analyzer测序的基本原理是边合成边测序。在Sanger等测序方法的基础上，通过技术创新，用不同颜色的荧光标记四种不同的dNTP，当DNA聚合酶合成互补链时，每添加一种dNTP就会释放出不同的荧光，根据捕捉的荧光信号并经过特定的计算机软件处理，从而获得待测DNA的序列信息。 第三代基因组学测序技术：三代测序技术原理主要分为两大技术阵营： 第一大阵营是单分子荧光测序，代表性的技术为美国螺旋生物(Helicos)的SMS技术和美国太平洋生物(Pacific Bioscience)的SMRT技术。脱氧核苷酸用荧光标记，显微镜可以实时记录荧光的强度变化。当荧光标记的脱氧核苷酸被掺入DNA链的时候，它的荧光就同时能在DNA链上探测到。当它与DNA链形成化学键的时候，它的荧光基团就被DNA聚合酶切除，荧光消失。这种荧光标记的脱氧核苷酸不会影响DNA聚合酶的活性，并且在荧光被切除之后，合成的DNA链和天然的DNA链完全一样。
第二大阵营为纳米孔测序，代表性的公司为英国牛津纳米孔公司。新型纳米孔测序法（nanopore sequencing）是采用电泳技术，借助电泳驱动单个分子逐一通过纳米孔 来实现测序的。由于纳米孔的直径非常细小，仅允许单个核酸聚合物通过，而ATCG单个碱基的带
系统生物学复习资料
