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生物拓扑学研究内容是什么?

发布时间:2024-09-09 12:54:14 浏览:

生物拓扑学研究内容是什么?

谢邀。

不知道生物拓扑学是什么,找了一下拓扑学在生物学中的应用。

Topology

它提到了两个:扭结理论(knot theory)在生物分子(DNA等)的结构上的应用,生物进化网络的拓扑结构。这里有个生物进化网络方面的拓扑学介绍

cs.columbia.edu/4761/no

另外,拓扑方法在生物数据分析方面也有一些应用,R语言中就有不少拓扑工具包。

生物学运用高等数学就够了,没有必要搞什么拓扑学。生物学离数学还很远。

生物拓扑学应该是主要研究生物大分子(特别是DNA,RNA 和 蛋白质)在空间结构上缠绕的问题。

目前,研究得最清楚的,也是最多的,应该是DNA的拓扑结构问题。因为DNA是双螺旋,所以当DNA复制、转录和折叠的时候都会涉及到拓扑结构发生变化的问题,例如形成超螺旋。这些超螺旋的形成,往往对DNA的复制和转录是不利的,要解开才能进一步的复制和转录。生物体中有专门的拓扑异构酶来解决这类拓扑结构问题。DNA拓扑异构酶有两类,I型和II型。具体的有什么区别,你可以百度百科的。要是想了解的更深,你可以上pubmed数据库搜索相关的review。

其实除了DNA,近年来,也有报道发现RNA拓扑异构酶。因为RNA是单链的,所以,一直以来人们认为它们不存在拓扑问题。但是,生物体是复杂的。RNA也存在很多拓扑问题,例如在mRNA翻译的时候,两端往往是有核糖体结合的,这样就成了一个环,也会存在拓扑结构的问题。还有rRNA中也存在拓扑结构的问题。环状RNA也会存在拓扑结构的问题。

蛋白质中有α螺旋和β折叠等,往往也会有拓扑结构问题。

当然,并不是所有的结构问题中都存在拓扑结构问题。

拓扑学(topology)是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科。它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。在拓扑学里,重要的拓扑性质包括连通性与紧致性。拓扑英文名是Topology,直译是地志学,最早指研究地形、地貌相类似的有关学科。拓扑学是由几何学与集合论里发展出来的学科,研究空间、维度与变换等概念。这些词汇的来源可追溯至哥特佛莱德·莱布尼茨,他在17世纪提出“位置的几何学”(geometria situs)和“位相分析”(analysis situs)的说法。莱昂哈德·欧拉的柯尼斯堡七桥问题与欧拉示性数被认为是该领域最初的定理。

生物拓扑学应该是主要研究生物大分子(特别是DNA,RNA 和 蛋白质)在空间结构上缠绕的问题。目前,研究得最清楚的,也是最多的,应该是DNA的拓扑结构问题。因为DNA是双螺旋,所以当DNA复制、转录和折叠的时候都会涉及到拓扑结构发生变化的问题,例如形成超螺旋。这些超螺旋的形成,往往对DNA的复制和转录是不利的,要解开才能进一步的复制和转录。生物体中有专门的拓扑异构酶来解决这类拓扑结构问题。DNA拓扑异构酶有两类,I型和II型。具体的有什么区别,你可以百度百科的。要是想了解的更深,你可以上pubmed数据库搜索相关的review。其实除了DNA,近年来,也有报道发现RNA拓扑异构酶。因为RNA是单链的,所以,一直以来人们认为它们不存在拓扑问题。但是,生物体是复杂的。RNA也存在很多拓扑问题,例如在mRNA翻译的时候,两端往往是有核糖体结合的,这样就成了一个环,也会存在拓扑结构的问题。还有rRNA中也存在拓扑结构的问题。环状RNA也会存在拓扑结构的问题。

(综合整理自网络)

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