Bioinformatics Lecture By Prof. Keun Woo Lee

생물정보학의 출현

학습목표

1. 분자생물학의 중심원리를 이해한다 .

2. omics 학문들의 정의를 이해한다 .

3. 생물정보학이 태어나게된 배경을 이해한다 .

4. 생물정보학의 정의를 이해한다 .

DNA

분자생물학의 중심원리

RNA

Protein

전사 (transcription)

번역 (translation)

DNA 란 무엇인가 ?

유전체 (genome) 와 유전자 (gene)

DNA to RNA ( 전사 : Transcription)

RNA to Protein ( 번역 :Translation)

DNA to Protein

세포막

단백질 합성과정 . DNA 에서 RNA 를 거쳐 단백질이 합성되는 모습을보여주는 모식도

핵막

리보솜

DNA

현대생물학의 Keyword “-OMICS”

mRNA

Protein

“Genomics”

“Proteomics”

“Functional Genomics” (“Transcriptomics”)

( 어원 : 전체를 뜻하는 -ome 과 학문을 뜻하는 접미사 – ics 가 더해짐 )

Genomics to Proteomics

Genomics ( 유전체학 ): 세포내 존재하는 유전정보물질 (DNA, RNA) 을 대상으로 하는 연구의 총칭 . 즉 유전정보의 수집및 체계적 분석 , 혹은 발굴 / 발견등을 수행한다 .

Functional Genomics ( 기능유전체학 ): 유전체학중에서 유전자의 기능 및 질병과 연관된 상관관계를 연구하는 분야 .

Structural Genomics ( 구조유전체학 ): 유전자 정보로 부터 그 기능을 예측하고 구조와 기능간의 상관관계를 연구하는 분야 .

Transcriptomics ( 전사체학 ): Exon-Intron 구조로 인하여 한개의 유전자가 한개의 mRNA 를 만들지 않고 이과정에도 매우 복잡한 작용기작이 존재함이 발혀 졌다 . 이처럼 DNA 에서 RNA 로 진행되는 과정을 연구하는 학문을 전사체학이라고 한다 . Proteomics ( 단백체학 ): 단백질의 발현 및 발현후 작용 ( 변형 , 기능 및 조절작용 , 다른 단백질과의 상호작용 ) 을 연구하고 더나아가 이들 단백질간의 기능 및 상호연관 네트웍을 조사하는 연구분야 .

Microarray(DNA chip) 의 등장

DNA chip: DNA chip 이란 매우 작은 금속이나 유리표면 (chip) 에 수 천에서 수 만 종류의 DNA를 고밀도로 부착시켜 놓은 것을 말한다 . DNA Chip 은 chip 표면에 부착시키는 DNA 의 크기에 따라 크게 두 종류로 구분되는데 먼저 20 내지 50 개정도의 nucleotide 로 구성된 DNA probe 를 집적시키는 oligonucleotide chip 과 최소한 500bp 이상의 유전자가 붙여져 있는 ORF(open reading frame 또는 EST) 을 집적시키는 cDNA chip 이 있다 . DNA 대신 단백질을 집적시켜 놓은 chip 을 Protein chip 이라고 한다 .

DNA chip 을 이용하여 촬영한 이미지

OMICS 시대의 도래 와 생물정보학의 출현

“Huge Amount of Data”

DNA chipProtein chipSeq. Data…

“Genomics”“Proteomics”

“Functional Genomics”

“Physiomics”“Metabolomics”

Bioinformatics생물정보학

생물정보학이란 : “ 유전자나 단백질같은 생체물질의 구조 및 서열 같은 다양한 생물 데이터를 수리학적 혹은 전산학적 방법론을 이용하여 조작 및 분석하는 새로운 학문 분야