專業(yè)英語分析和總結(jié)

resultinproducingnewproteinseachofwhichhasaspecificfunctionneededforcellsurvival(growth,metabolism,replication,andothers).導(dǎo)致產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)和所需的每一種都有一個特定的功能對于細(xì)胞的生存(生長、新陳代謝、復(fù)制和其他人)。Thefollowingstatementiscrucialtounderstandingtheprocessofinteipretationoccurringwithinacell.LetageneGintheDNAcomponentberesponsibleforproducingaproteinPInterpretersIcapableofprocessinganygenemaywellutilizePasoneofitscomponents.ThisimpliesthatifPhasnotbeenassembledintothemachineryofInointerpretationtakesplace.下面的語句至關(guān)重要的解釋發(fā)生在一個細(xì)胞中的過程。讓基因DNA組件負(fù)責(zé)生產(chǎn)蛋白質(zhì)P翻譯處理任何基因很可能利用P作為它的一個組件。這意味著如果我沒有組裝的機(jī)器沒有辦法去解釋。AnotherinstanceinwhichPcannotbeproducedisthealreadymentionedfactthatanotherproteinP'maypositionitselfatthebeginningofgeneGand(temporarily)preventthetranscription.另一個實(shí)例中,P不能產(chǎn)生已經(jīng)提到這樣一個事實(shí):另一種蛋白質(zhì)P可能定位基因G和初(暫時)阻止轉(zhuǎn)錄。Theinterpreterinthebiologicalcaseiseitheronethatalreadyexistsinagivencell(priortocellreplication)orelseit譯員在生物的情況下是一個已經(jīng)存在于一個給定的細(xì)胞(細(xì)胞復(fù)制之前)或其他generatedbyspecificgenes(e.g.,ribosomalgenes).Inbiologytheinterpretercanbeviewedasamechanicalgadgetthatismadeofmovingpartsthatproducenewcomponentsbasedongiventemplates(DNAorRNA).Theconstructionofnewcomponentsismadebysubcomponentsthathappentobeinthevicinity.Iftheyarenot,interpretationcannotproceed.由特定的基因(如生成的：核糖體基因)。在生物學(xué)解釋器可以被視為一個機(jī)械裝置，是由移動部件生產(chǎn)新組件基于給定的模板(DNA或RNA)。建設(shè)新組件是由子組件，在附近。如果他們不是這樣的，則不能進(jìn)行解釋。Onecanimagineasimilarsituationwheninterpretingcomputerprograms(althoughitisunlikelytooccurinactualinterpreters).AssumethatthecomponentsofIarefirstgeneratedontheflyandonceIisassembled(asdata),controlistransferredtotheexecutionofI(asaprogram).你可以想象一個類似的情況，解釋計(jì)算機(jī)程序(雖然不太可能發(fā)生在實(shí)際翻譯中)。假設(shè)我是第一的組件生成的動態(tài)和一個組裝(數(shù)據(jù)),控制轉(zhuǎn)移到我的執(zhí)行(程序)。Theabovesituationcanbesimulatedinactualcomputersbyutilizingconcurrentprocessesthatcompriseamultitudeofinterruptstocontrolprogramexecution.Thiscouldbeimplementedusinginterpretersthatfirsttestthatallthecomponentshavebeenassembled:executionproceedsonlyifthatisthecase;otherwiseaninterrupttakesplaceuntiltheassemblyiscompleted.Alternativelyonecanexecuteprogrampartsassoonastheyareproducedandinterruptexecutionifasequelhasnotyetbeenfullygenerated.InSection7.5.1zwewilldescribeonesuchmodelofgeneinteraction.上述情況可以模擬在實(shí)際計(jì)算機(jī)中利用并發(fā)進(jìn)程組成多種中斷控制程序執(zhí)行。這可能是解釋器實(shí)現(xiàn)第一次測試所有的組件組裝:執(zhí)行,一個中斷發(fā)生，直到組裝完成。另外一個可以執(zhí)行程序部分就產(chǎn)生和中斷執(zhí)行如果續(xù)集尚未完全生成。節(jié)中,我們將描述一個模型的基因的相互作用。4o實(shí)驗(yàn)室的工具確定生物數(shù)據(jù)Westartwithawarningthattheexplanationsthatfollowarenecessarilycoarse.Thegoalofthissectionistoenablethereadertohavesomegraspofhowbiologicalinformationisgatheredandofthedegreeofdifficultyinobtainingit.Thiswillbehelpfulinunderstandingthevarioustypesofdataavailableandtheprogramsneededtoutilizeandinterpretthatdata.我們開始預(yù)示說，下面的解釋必然是不準(zhǔn)確的。本節(jié)的目的是使讀者有一些掌握生物信息是如何收集和獲取的理解起來有一定難度。這將有助于理解各種類型的數(shù)據(jù)和利用所需的程序和解釋這些數(shù)據(jù)。SequencersaremachinescapableofreadingoffosequenceofnucleotidesinastrandofDNAinbiologicalsamples.ThemachinesarelinkedtocomputersthatdisplaytheDNAsequencebeinganolyzed.Thedisplayalsoprovidesthedegreeofconfidenceinidentifyingeachnucleotide.Presentsequencerscanproduceover300kbasepairsperdayatveryreasonablecosts.ltisalsoinstructivetoremarkthattheinverseoperationofsequencingcanalsobeperformedratherinexpensively:itisnowcommonpracticetoorderfrombiotechcompaniesvialscontainingshortsequencesofnucleotidesspecifiedbyauser.測序機(jī)器是有能力閱讀核甘酸序列在生物樣本的DNA鏈。機(jī)器與電腦顯示的DNA序列分析。顯示還提供了準(zhǔn)確的程度確定每個核甘酸。目前測序可以產(chǎn)生超過300k堿基對每天花費(fèi)合理的成本。也很有教育意義的話，測序的逆操作也被執(zhí)行,而且比較廉價:現(xiàn)在是常見的做法，從生物技術(shù)公司瓶包含短序列的核甘酸由用戶指定。Asignificantdifficultyinobtaininganentiregenome'sDNAisthefactthatthesequencesgatheredinawetlabconsistofrelativelyshortrandomsegmentsthathavetobereassembledusingcomputerprograms;thisisreferredtoastheshotgunmethodofsequencing.SinceDNAmaterialcontainsmanyrepeatedsubsequences,performingtheassemblagecanbetricky.Thisisduetothefactthatafragmentcanbeplacedambiguouslyintwoormorepositionsofthegenomebeingassembled.(DNAassemblywillberevisitedinSection7.7.)顯然是困難的要獲得整個基因組的DNA序列的聚集在一個濕實(shí)驗(yàn)室由相對較短的隨機(jī)部分，必須重新使用計(jì)算機(jī)程序;這是稱為獵槍的測序方法。因?yàn)镈NA材料包含許多重復(fù)的子序列,執(zhí)行組合可能會非常棘手。這是由于這樣的事實(shí):一個片段可以含糊不清地放置在兩個或兩個以上的基因組組裝的位置。(DNA組裝將在7.7節(jié)被重提。)Recently,therehasbeenatrendto。甘empttoidentifyproteinsusingmassspectroscopy.Thetechniqueinvolvesdetermininggenesandobtainingthecorrespondingproteinsinpurifiedform.Thesearecutintoshortsequencesofaminoacids(calledpeptides)whosemolecularweightscanbedeterminedbyamassspectrograph.Itisthencomputationallypossibletoinfertheconstituentsofthepeptides最近,有一種趨勢試圖使用質(zhì)譜法識別蛋白質(zhì)。技術(shù)涉及到確定基因和獲得相應(yīng)的蛋白純化的形式。這些切成短的氨基酸序列(稱為肽)的分子量可以由質(zhì)譜儀。然后計(jì)算可能推斷出多肽的成分yieldingthosemolecularweights.Byusingexistinggenomicsequences,onecanattempttoreassemblethedesiredsequenceofaminoacids.產(chǎn)生這些分子量。通過使用現(xiàn)有的基因組序列，可以嘗試重新組裝所需的氨基酸序列。The3DstructureofproteinsismainlydeterminedbyX-raycrystallographyandbynuclearmagneticresonance(NMR).Boththeseexperimentsaretimeconsumingandcostly.InX-raycrystallography,oneattemptstoinferthe3Dpositionofeachoftheprotein'satomsfromaprojectionobtainedbypassingX-raysthroughacrystallizedsampleofthatprotein.Oneofthemajordifficultiesoftheprocessistheobtainingofgoodcrystals.X-rayexperimentsmayrequiremonthsandevenyearsoflaboratorywork.蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)主要是由x射線晶體學(xué)、核磁共振(NMR)。這些實(shí)驗(yàn)都需要耗費(fèi)大量的時間和成本。在x射線晶體學(xué)，一個試圖推斷出的3d位置每個蛋白質(zhì)的原子從一個投影得到的x射線穿過固定樣本的蛋白質(zhì)。過程的主要困難之一是獲得良好的晶體。x射線實(shí)驗(yàn)可能需要幾個月甚至幾年的實(shí)驗(yàn)室工作。IntheNMRtechnique,oneobtainsanumberofmatricesthatexpressthefactthattwoatoms—thatarenotinthesamebackbonechainoftheprotein—arewithinacertaindistance.Onethendeducesa3Dshapefromthosematrices.TheNMRexperimentsarealsocostly.Agreatadvantageisthattheyallowonetostudymobilepartsofproteins,ataskwhichcannotbedoneusingcrystals.在核磁共振技術(shù),獲得大量的矩陣表達(dá)的事實(shí)，兩個原子并不在同一個主鏈的責(zé)任應(yīng)在一定的距離。然后推導(dǎo)出3d從這些矩陣形狀。核磁共振實(shí)驗(yàn)也是昂貴的。一大優(yōu)勢是，他們讓一個研究蛋白質(zhì)的移動部分,任務(wù)不能使用晶體。TheprecedingparagraphsexplainwhyDNAdataissomuchmoreabundantthan3Dproteindata.前面的段落解釋DNA數(shù)據(jù)比3d蛋白質(zhì)豐富得多的數(shù)據(jù)。AnothertypeofvaluableinformationobtainablethroughlabexperimentsisknownasESTsorexpressedsequencetags.TheseareRNAchunksthatcanbegatheredfromacellinminutequantities,butcaneasilybeduplicated.Thosechunksareveryusefulsincetheydonotcontainmaterialthatwouldbepresentinintrons(seetheAppendixforadefinition).TheavailabilityofESTdatabasescomprisingmanyorganismsallowsbioinformaticianstoinferthepositionsofintronsandevendeducealternatesplicing.另一種類型的有價值的信息通過實(shí)驗(yàn)獲得被稱為est或表達(dá)序列標(biāo)簽。這些RNA的塊可以在一個中微量細(xì)胞聚集，但可以很容易地復(fù)制。這些塊非常有用，因?yàn)樗鼈儾话牧?，將出現(xiàn)在內(nèi)含子的定義（見附錄）。EST數(shù)據(jù)庫的可用性包括許多有機(jī)體允許bioinformoticions推斷內(nèi)含子的位置甚至演繹交替剪接。Apowerfulnewtoolavailableinbiologyismicroarrays.TheyallowdeterminingsimultaneouslytheamountofmRNAproductionofthousandsofgenes.Asmentionedearlier,thisamountcorrespondstogene-expression;itispresumedthattheamountofRNAgeneratedbythevariousgenesofanorganismestablishesanestimateofthecorrespondingproteinlevels.一個強(qiáng)大的新工具是可用的生物芯片。他們允許同時確定mRNA的數(shù)量生產(chǎn)成千上萬的基因。正如前面提到的，此金額對應(yīng)的基因表達(dá)，它是假定的數(shù)量的RNA產(chǎn)生的各種基因的生物體建立估計(jì)相應(yīng)的蛋白質(zhì)水平。Microarrayexperimentsrequirethreephases.Inthefirstphaseoneplacesthousandsofdifferentone-strandedchunksofRNAinminusculewellsonthesurfaceofasmallglasschip.（Thistaskisnotunlikethatdonebyajetprinterusingthousandsofdifferentcolorsandplacingeachofthemindifferentspotsofasurface.）ThechunkscorrespondtotheRNAknowntohavebeengeneratedbyagivengene.The2Dcoordinatesofeachofthewellsareofcourseknown.Somecompaniesmassproducecustompreloadedchipsforcellsofvariousorganismsandsellthemtobiologicallabs.微陣列實(shí)驗(yàn)需要三個階段。在第一階段一個地方成千上萬的不同的RNAone-stranded塊小玻璃晶片表面上的小凹陷。（這一任務(wù)是不像,通過噴墨打印機(jī)使用成千上萬的不同的顏色，并讓他們每個人都在不同的地方的表面）。塊對應(yīng)于給定生成的RNA已知基因。每個凹陷的2d坐標(biāo)當(dāng)然知道。一些公司大規(guī)模生產(chǎn)自定義加載芯片的細(xì)胞各種生物和賣給生物實(shí)驗(yàn)室。Thesecondphaseconsistsofspreading—onthesurfaceoftheglass-geneticmaterial（againone-stranded第二階段由spr一oding-on玻璃表面的遺傳物質(zhì)（再次one-stronded）RNA）obtainedbyacellexperimentonewishestoperform.ThosecouldbetheRNAsproducedbyadiseasedcell,orbyacellbeingsubjectedtostarvation,hightemperature,etc.TheRNAalreadyintheglasschipcombineswiththeRNAproducedbythecellonewishestostudy.ThedegreeofcombinedmaterialobtainedbycomplementingnucleotidesisanindicatorofhowmuchRNAisbeingexpressedbyeachoneofthegenesofthecellbeingstudied.RNA）細(xì)胞實(shí)驗(yàn)獲得的一個愿望來執(zhí)行。那些可能產(chǎn)生的RNA病變細(xì)胞，或由一個細(xì)胞遭受饑餓、高溫等。已經(jīng)在玻璃芯片的RNA結(jié)合產(chǎn)生的RNA研究細(xì)胞一個祝愿。結(jié)合材料的程度得到補(bǔ)充多少RNA的核甘酸是一個指標(biāo)表達(dá)的每一個細(xì)胞的基因的研究。Thethirdphaseconsistsofusingalaserscannerconnectedtoacomputer.The